En 1506 Carlos recibe el título de Duque de Luxemburgo, siendo este el primero de la larga lista que ostentará el futuro emperador. Estuvo al frente del ducado con el nombre de Carlos III “El dorado”.

Durante siglos Luxemburgo fue la mayor ciudad fortificada del centro de Europa. A pesar de que sus defensas fueron desmanteladas en el siglo XIX, aún hoy en día pueden verses los restos del espectacular casco histórico fortificado, declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO. El palacio Gran Ducal o la catedral de Santa María de Luxemburgo son los monumentos más destacados de la ciudad.