Das großherzogliche Palais, Stadtresidenz der großherzoglichen Familie, befindet sich mitten im Altstadtviertel.
An der Stelle des heutigen Palastes befand sich einst das erste Rathaus der Stadt Luxemburg. Nachdem es durch eine Pulverexplosion (1554) zerstört worden war, wurde das Rathaus 20 Jahre später wieder aufgebaut. Mitte des 18. Jahrhunderts wurde es durch die ehemalige Stadtwaage erweitert; 1859 erfolgte der Anbau der Abgeordnetenkammer. Seit 1890 wird das Hauptgebäude als großherzogliches Palais genutzt.