Luis Javier María Guillermo nació el 3 de agosto de 1986 en el Hospital materno Gran Duquesa Charlotte de Luxemburgo. Fue el tercer hijo de los Grandes Duques Enrique y María Teresa de Luxemburgo, quienes también tuvieron otros cuatro hijos, dos mayores que fueron el Príncipe y Heredero al Gran Ducado Guillermo de Luxemburgo y el Príncipe Félix, además de otros dos más pequeños que Luis de Luxemburgo, la Princesa Alejandra y el Príncipe Sebastián.
Luis de Luxemburgo dio sus primeros pasos escolares en Lorentzweiler desde donde posteriormente pasó a la Escuela Internacional de Luxemburgo, un centro que abandonó para trasladarse a un internado suizo llamado Alpin Beau Soleil ubicado en Villars-sur-Ollon, finalizando en 2005 sus estudios.
Precisamente en aquella época conoció a Tessy Antony, una soldado del Ejército de Luxemburgo con la que coincidió durante una visita del Príncipe a las tropas desplazadas en los Balcanes. Tan intensa fue su historia de amor que el 12 de marzo de 2006 la pareja dio la bienvenida a su primer hijo al que llamaron Gabriel Miguel Luis Ronny y que por lo tanto se convertía en el primer nieto de los Grandes Duques Enrique y María Teresa.
Apenas cinco meses después de esta feliz noticia, la pareja anunciaba oficialmente su compromiso y, finalmente, el 29 de septiembre de 2006 contrajeron matrimonio en una pequeña parroquia católica de Gilsdorf. Este enlace tuvo grandes consecuencias para el Príncipe Luis, pues tuvo que renunciar a sus derechos de sucesión al trono, así como ni su mujer ni sus hijos obtendría ningún tipo de tratamiento real.
El 21 de septiembre de 2007 nació el segundo hijo del matrimonio al que decidieron llamar Noah Etienne Guillaume Gabriel Matthias Xavier de Nassau en el mismo centro hospitalario en el que su padre lo hiciera años atrás y cuyo bautizo se celebró en la misma parroquia donde Luis de Luxemburgo y Tessy Antony contrajeron matrimonio.
Sin embargo, el 23 de junio de 2009 Antony finalmente recibió el reconocimiento de Princesa de Luxemburgo y de Alteza Real, al igual que sus hijos pasaron a obtener los títulos de Príncipes de Nassau. Desafortunadamente, un tiempo después del nacimiento del pequeño Noah, la mujer del Príncipe Luis perdió al que habría sido el tercer hijo de la pareja tal y como ella confesó varios años después.
En 2014 el hijo de los Grandes Duques de Luxemburgo se graduó en Ciencias de la Comunicación en el campus que la Universidad de Richmond mantiene en Londres después de pasar años enfocado en labores humanitarias a las que trató de dar visibilidad mediante numerosos actos y eventos publicitarios y sobre las cuales también habló en su trabajo de licenciatura de la universidad.
Desafortunadamente, en 2017 el departamento de comunicación del Palacio Gran Ducal de Luxemburgo emitió un comunicado en el que anunciaba la separación entre Luis de Luxemburgo y Tessy Antony tras poco más de 10 años de matrimonio, además de afirmar que ya se habían iniciado los correspondientes trámites de divorcio en Reino Unido, pues era el país donde hasta la fecha la pareja había fijado su residencia.
