Bij het begin van de Eerste Wereldoorlog leek de positie van Luxemburg sterk op die van België. Net als zijn grotere buur had het Groothertogdom een verplichte neutraliteit, die door de grote mogendheden was gegarandeerd. Maar ook hier was voor Duitsland een doortocht van zijn leger noodzakelijk om het  plan van een snelle aanval op Frankrijk te kunnen uitvoeren.

Het Luxemburg van 1914 was een stuk Duitser dan nu. Het vormde een economische unie (de Zollverein) met het Duitse Rijk. De Luxemburgse spoorwegen stonden onder Duitse controle en Duits kapitaal had een grote vinger in de pap van Luxemburgse ondernemingen, zoals de belangrijke staalindustrie. De regerende dynastie Nassau kwam uit Duitsland en was omringd met een Duits hof. De 20-jarige groothertogin Maria Adelheid, die twee jaar eerder haar vader Willem IV opgevolgd, was het eerste staatshoofd dat in Luxemburg zelf geboren was.

Op 2 augustus 1914 bezetten Duitse troepen het hele Groothertogdom.  In tegenstelling tot de Duitse inval in België twee dagen later, gebeurde dat zonder geweld. De oorlog werd niet verklaard en het piepkleine Luxemburgse legertje van 800 man bood geen weerstand. De regering en de groothertogin protesteerden wel, maar dat veranderde niet veel.

Ook voor Luxemburg volgden vier jaar Duitse bezetting. Maar in tegenstelling tot in België was het een vreedzame bezetting. Duitsland beschouwde Luxemburg niet als vijand. De autoriteiten – groothertogin, regering, parlement – bleven normaal functioneren. Er werden zelfs ongehinderd verkiezingen gehouden. Zelfs de pers bleef vrij, al belandden enkele journalisten die te kritisch over de bezetter schreven wel in een Duitse gevangenis.

Het Duitse leger hield wel strakke controle over de spoorwegen en de economie. Toen de arbeiders van de staalindustrie in staking gingen, volgde een harde repressie door de Duitsers, waarna de regering uit protest aftrad.

Intussen waren er ook interne spanningen. De jonge en onervaren groothertogin kwam meermaals in botsing met de meerderheid in het parlement. De zeer katholieke Maria Adelheid wilde bijvoorbeeld niet dat de rol van de katholieke kerk in het onderwijs beperkt werd en ze hield sterk aan haar eigen macht.

In 1918 namen de spanningen toe. Er waren voedseltekorten (Luxemburg was voor zijn voedsel op Duitsland aangewezen). Geallieerde vliegtuigen voerden steeds meer bombardementen uit, vooral op de staalfabrieken, met zware gevolgen.

Intussen werden de goede betrekkingen tussen de groothertogin en de Duitse vorstenhuizen steeds gênanter. Eind augustus 1918 werd de verloving bekendgemaakt van haar zuster Antonia met kroonprins Rupprecht van Beieren, die in Frankrijk een Duitse legergroep aanvoerde.

Toen begin november de revolutie in Duitsland uitbrak, werd het ook in Luxemburg onrustig. De dag voor de wapenstilstand vormde zich een arbeidersraad in de stad Luxemburg en de dag daarop in de industriestad Esch-sur-Alzette.  Die vielen echter snel weer uit elkaar bij gebrek aan steun.

Op 18 november vertrokken de laatste Duitse troepen en drie dagen later deed een Amerikaanse legermacht onder generaal Pershing zijn intocht in Luxemburg. De Amerikanen werden als bevrijders begroet, net als Franse troepen die kort daarop volgden.

De volgende weken bleef het onrustig. Veel hoogovens lagen stil, de agitatie was groot. De regering voerde enkele sociale maatregelen door, zoals de achturendag zonder loonverlies. Ook begon ze Luxemburg economisch los te koppelen van Duitsland, door de Duitse belangen te bevriezen. Daarmee wilde ze het verwijt tegengaan van de Geallieerden dat ze een “collaborerende” regering was geweest.

Intussen was de kritiek op groothertogin Maria Adelheid steeds openlijker. Al op 11 november stelden socialisten en liberalen in de Luxemburgse Kamer de afschaffing van de monarchie voor: het voorstel werd met een krappe meerderheid verworpen. Eind december lieten de Luxemburgse ministers de vorstin weten dat de Franse regering haar aftreden vroeg.

Op 9 januari 1919 barstte de bom. Een compagnie van het Luxemburgse leger rebelleerde en stelde een “Comité de salut public” in dat de republiek uitriep. Op verzoek van de Kamervoorzitter werd de opstand snel onderdrukt door Franse troepen.

Maar voor Maria Adelheid was de situatie onmogelijk geworden. Op 10 januari trad ze af. Vijf dagen later legde haar zuster Charlotte de eed af als nieuwe groothertogin. Charlotte, de grootmoeder van de huidige groothertog Henri, zou 45 jaar onbetwist op de troon blijven. De ongehuwde Maria Adelheid trad in een klooster en overleed enkele jaren later.

Achter heel dat gebeuren was de houding van België niet onbelangrijk. Tijdens de oorlog was in Belgische leidende kringen een stroming ontstaan om het Groothertogdom bij België te voegen.  Die aanspraken gingen terug op de Belgische onafhankelijkheid in 1831, toen heel Luxemburg als een deel van België werd beschouwd. Maar uiteindelijk kreeg het nieuwe België wel het grootste deel daarvan (de huidige provincie Luxemburg) maar moest het aanvaarden dat een apart staatje bleef bestaan rond de vesting Luxemburg, waar een Duits (Pruisisch) garnizoen gevestigd was.

De voorstanders van annexatie van Luxemburg hadden grote invloed op de Belgische regering. Die vroeg daarvoor de steun van de Geallieerden. Misschien kon de populaire Belgische koning Albert ook groothertog van Luxemburg worden? De Duitse economische invloed in Luxemburg moest in elk geval verdwijnen en best vervangen worden door Belgische invloed.

De Belgische “annexionisten” meenden hun plannen te kunnen uitvoeren na de wapenstilstand, maar Frankrijk stak daar een stokje voor. Belgische troepen konden het Groothertogdom niet betreden. Frankrijk zag de kans het landje in zijn invloedssfeer te brengen, te meer daar er ook een pro-Franse lobby actief was.

In de maanden daarop werd op en in de marge van de vredesconferentie fel gesproken over de toekomst van het Groothertogdom. De Luxemburgers hielden op 27 april 1919 een grote betoging om te tonen dat ze onafhankelijk wilden blijven.  Het Belgische annexionisme werkte eerder averechts en zorgde voor een anti-Belgische stemming.

Op 27 september 1919 werd er een dubbel referendum gehouden over de toekomst van het land. Over de vraag rond de staatsvorm stemde 78% van de Luxemburgers (er was voor het eerst algemeen stemrecht, ook voor vrouwen) voor het behoud van Charlotte als groothertogin, 20 % stemde voor de republiek en amper 1 % wilde een andere (lees: Belgische) dynastie.  Verder stemde 91 % voor een economische unie met Frankrijk en 9 %  voor een dergelijke unie met België. Een commissie van experts had de bevolking aanbevolen voor Frankrijk te kiezen, omdat dit voordeliger zou zijn voor de economie. 

Uiteindelijk toonde Frankrijk geen belangstelling.  Daardoor ontstond in 1922 de Belgisch-Luxemburgse Economische Unie, die nog altijd bestaat, al is het belang ervan verminderd door de toegenomen rol van de Europese Unie.  Dat zorgde er onder meer voor dat, tot de invoering van de euro, de Belgische en Luxemburgse frank dezelfde waarde hadden.

Luxemburg bleef echter een apart land met als devies nog steeds “Mir wölle bleiwen, wat mir sin”.