Die exekutive Gewalt wird vom Großherzog und der Regierung ausgeübt. Die Regierung setzt sich zusammen aus dem Premierminister, der auch den traditionellen Titel Staatsminister führt, zwölf Ministern, einem delegierten Minister und einer Staatssekretärin. Ein beratendes Organ ist der Staatsrat, der aus 21 Mitgliedern besteht und zu je einem Drittel vom Parlament, vom Großherzog und vom Staatsrat selbst ernannt wird. Er wirkt mit bei der Gesetzgebung. Sein Veto bei Gesetzentwürfen hat eine auf drei Monate begrenzte aufschiebende Wirkung.
Die Regierung von Premierminister Jean-Claude Juncker wurde in der Wahl am 13. Juni 2004 bestätigt und stützt sich seit dem 31. Juli 2004 auf eine große Koalition aus Christlich-Sozialer Volkspartei (CSV) und der Luxemburgischen Sozialistischen Arbeiterpartei (LSAP). Jean Asselborn (LSAP) ist Außen- und Luc Frieden (CSV) ist Budget (Haushalt)-minister.