Le palais grand-ducal est la résidence de ville du grand duc et, depuis 1895, une grande partie des activités officielles s'y déroulent. L'ancienne salle des Nobles, notamment, où sont exposés les portraits des grands-ducs luxembourgeois, est utilisée pour les audiences. L'aile gauche du palais (16e s.) est dotée de gracieuses tourelles. L'aile droite fut ajoutée en 1741 et l'édifice situé à sa droite, achevé en 1859, abrite la Chambre des députés. La salle des gardes regroupe de belles armes.