Auch wenn Nordrhein-Westfalen mit dem Großherzogtum Luxemburg keine gemeinsame Grenze teilt, so sind dennoch die guten und freundschaftlichen Beziehungen zwischen beiden Ländern hervorzuheben. Luxemburg ist als Gründungsmitglied der EU traditionell pro-europäisch eingestellt. Dies gilt auch für Nordrhein-Westfalen.

Der Medienbereich bildet dabei einen der Schwerpunkte der bilateralen Kooperation. Bereits 1999 wurde eine gemeinsame Erklärung zur Zusammenarbeit im Medienbereich unterzeichnet, mit der insbesondere die Filmförderung gestärkt werden sollte.

Gemeinsame Projekte bestehen auch im Bereich des Nuklear-Katastrophenschutzes oder der polizeilichen Zusammenarbeit und kommen in der Durchführung gemeinsamer Übungen und Ausbildungsprojekte zum Ausdruck. Seit 2005 besteht eine Kooperation zwischen dem Landesamt für Ausbildung, Fortbildung und Personalangelegenheiten der Polizei Nordrhein-Westfalen (LAFP NRW) sowie der luxemburgischen Polizei. Im Rahmen dieser Kooperation nehmen luxemburgische Polizisten an Basistrainings zur Vorbereitung auf einen Auslandseinsatz teil und werden zu Trainern ausgebildet.

Deutschland ist nach Belgien Luxemburgs wichtigster Handelspartner. 2017 betrug das Handelsvolumen mit Nordrhein-Westfalen 2,08 Milliarden Euro. Auch im schulischen Bereich kooperieren Nordrhein-Westfalen und Luxemburg. So gibt es seit 2010 eine Gemeinsame Erklärung zur gegenseitigen Anerkennung von Schulabschlüssen unterhalb der Hochschulreife, die den Schulwechsel zwischen beiden Ländern erleichtert. Weiterhin gibt es fünf Schulpartnerschaften.  

Die Zusammenarbeit zwischen Nordrhein-Westfalen und Luxemburg ist auch im Rahmen der Benelux-Union äußerst vertrauensvoll und eng.