Die Filmkunst nimmt traditionell einen wichtigen Stellenwert im kulturellen Angebot der Stadt ein. Dies zeigt sich nicht nur an der Programmgestaltung der Cinémathèque der Stadt Luxemburg, sondern wird auch durch die große Anzahl an Filmfestivals – u. a. das Luxembourg City Film Festival sowie andere einschlägige Festivals – und das kommerzielle Filmangebot deutlich. Die Stadt Luxemburg verfügt gleich über zwei kommerzielle Kinos, ein Programmkino sowie ein großes Multiplex-Kino auf dem Kirchberg. Außerdem wird die Stadt Luxemburg bei nationalen und internationalen Filmproduktionen häufig als Drehort gewählt.