Cinquième enfant du grand-duc Jean et de la princesse Joséphine-Charlotte de Belgique, le prince Guillaume de Luxembourg est né le 1 mai 1963 au château de Betzdorf. Il fut baptisé par Mgr Lommel, évêque de Luxembourg, le 13 mai 1963 au château de Betzdorf et eut le prince Napoléon (Louis) et la princesse Marie-Christine de Savoie pour parrain et marraine.
Diplômé en 1987 de l'Université de Georgetown aux États-Unis, il est président de Lux-Development depuis 1992.
Il a épousé religieusement à Versailles le 24 septembre 1994 Sibilla Weiller, née le 12 juin 1968, deuxième fille de
Paul-Annick Weiller 1933-1998 et d'Olimpia Torlonia 1943- ,
petite-fille de l'infante Beatriz d'Espagne 1909-2002.
Le couple a 4 enfants:
1-prince Paul-Louis de Nassau, né le 4 mars 1998
2-prince Léopold de Nassau, né le 2 mai 2000
3-princesse Charlotte de Nassau, née le 2 mai 2000
4-prince Jean de Nassau, né le 13 juillet 2004
Le prince et son épouse eurent un grave accident automobile en 2000 à Briis-sous-Forges (Essonne). Le prince resta plusieurs jours dans le coma.