Ajatus uudesta rakennuksesta syntyi seitsemäntoista vuotta sitten, kun suurherttuakunnasta tuli yksi kuudesta Euroopan unionin perustajamaasta, ja viranomaiset päättivät tukea Luxemburgin kuvaa paitsi taloudellisesti vauraasta valtiosta myös maanosan tärkeänä kulttuurikeskuksena. Ajatus nykytaiteen kokoelman luomisesta ja sen arkkitehtoninen suoritusmuoto J. M. Pei kohtasi vastustusta konservatiivihenkisen yhteiskunnan eri piireissä. Tämän seurauksena hänen käsitystään tarkistettiin useita kertoja, suunnittelu ja jopa rakentaminen keskeytettiin. Vasta vuonna 1997 museon paikka määritettiin: Tungenin linnoituksen (1732) rauniot, jotka sisältyivät uuteen rakennukseen. Vuonna 1999 rakentaminen alkoi, mutta sitten se keskeytyi neljäksi vuodeksi, koska Pei halusi käyttää rakentamiseensa vain ranskalaista kultaista kalkkikiveä, mikä aiheutti monia uusia ongelmia.
Kokoelmasta aiheutui myös vaikeuksia: koska Luxemburgissa ei koskaan ollut 1900-luvun taidekokoelmaa, se oli luotava. Rajoitettujen varojen vuoksi Dalin ja Picasson teosten ostamisesta ei puhuttu: valtaosa museoon kuuluvien 230 esineen näyttelyistä kuuluu vuoden 1980 jälkeiseen aikaan. Mutta museon johtajan Marie-Claude Beauxin mukaan se on suunniteltu laajentamaan kokoelmaa edelleen, keräämään tulevaisuuden taidetta, XXI-luvun taidetta.
Kompleksi sijaitsee keskellä puistoa, kahden kaupungin liikealueen välissä. Sen määrittävä piirre on vihertävä lasitorni pääatriumin yläpuolella, joka muistuttaa linnoitusta, jonka yli se rakennettiin. Lähes kaikki pääkerroksen lattiat ovat lasia, joten useimmissa salissa on luonnonvaloa. Pohjakerroksessa on kaksi pientä galleriaa ja luentosali. Ulkopuolella museon seinät ovat hunajanvärisen kalkkikiven edessä, museon pääsisäänkäynti on monimutkainen paikkakoostumus kapealla. Rakennuksen kokonaispinta-ala on 10000 neliömetriä. m, josta 4800 neliömetriä m - näyttelytilat. Museossa on suurherttua Jeanin nimi, joka on nyt siirtänyt maan johtamisen pojalleen Henrille.
