Palatul si Gradinile Luxembourg se afla pe locul unei vechi tabere romane. In 1257 o manastire a fost construita aici. Palatul Luxembourg a fost construit intre anii 1615-1627. Dupa ce Henric al IV-lea a fost asasinat, sotia sa , Maria de Medici, a decis sa construiasca un imens si luxos palat in districtul Luxembourg . Aceasta a cumparat Hotel Flanco de Luxembourg, si cele 7 hectare ale acestuia, ajungand impreuna cu alte cateva proprietati invecinate la o suprafata de 8 hectare. Dupa cumpararea Hotelului, vaduva i-a cerut lui Solomon de Brosse sa-i construiasca un palat , folosind drept model casa in care aceasta a copilarit, Pitti Palaco din Florenta. Solomon de Brosse, insa, impreuna cu arhitectii Alphonse de Gisors si Jacques Le Mercier, au proiectat palatul intr-un stil francez si nu italian.

In 1621, Maria de Medici, l-a chemat pe pictorul Peter Paul Rubens, originar din Antwerp, si la insarcinat pe acesta cu decorarea palatului cu 24 de lucrari cunoscute sub numele de „Ciclul Marie de Medici”. Aceste picturi, care acum se afla in muzeul Louvre, zugravesc scene din viata reginei alaturi de sotul sau Henric al IV-lea.

Pentru gradina, regina i-a angajat pe arhitectul peisagist Boyceau de la Barnuderie pentru aranjamentele florale, si pe Thomas Francino pentru realizarea fantanilor si a teraselor.

Maria de Medici a locuit in acest palat pentru scurt timp, dupa care a fost exilata in anul 1631 de catre propiul fiu, Ludovic al XIII-lea. A murit in anul 1642 in Cologne(Köln-ul de astazi), Germania.

In anul 1792 Palatul a fost ocupat de revolutionari si transformat intr-o inchisoarea. Printre cei intemnitati aici s-au aflat Josephine de Beauharnais si sotul acesteia Alexandre de Beauharnais, care a fost executat. Josephine nu a fost insa executata, si chiar s-a intors la palat ani mai tarziu ca si imparateasa alaturi de sotul sau , Napoleon Bonaparte.

Printre altii, aici au mai fost prizonieri si Camille Desmoulins, o revolutionara, Georges Danton un lider al Revolutiei Franceze, Thomas Paine, scriitor dar si Louis David un binecunoscut pictor neoclasic.

In anul 1797, Napoleon I a instalat Senatul, pentru o scurta perioada, in Palatul Luxembourg. Senatul avea sa se intoarca in acest palat, unde se afla si in ziua de azi , in anul 1879.

In timpul celui de-Al Doilea Razboi Mondial, Palatul a fost ocupat de trupele naziste si transformat in cartier general al Luftwaffei germane.

In interiorul palatului pot fi admirate picturi si fresce ale artistului Eugene Delacroix, iar langa palat se afla Muzeul Luxembourg, unde este expusa o interesanta colectie de picturi si sculpturi din secolul XIX.