Le Congrès de Vienne (1815) fixe les frontières du nouveau Grand-duché et règlemente l’administration du pays et de la forteresse. La coexistence d’une garnison prussienne composée de 6000 hommes et d’officiers hollandais avec une population luxembourgeoise (4000) à l’intérieur de la forteresse prête à confusion, dans un pays d’environ 200.000 habitants, placé sous autorité hollandaise. De plus, un contingent fédéral indigène est stationné à Diekirch et à Echternach (1000).
La garnison est un facteur économique important pour la ville en plein essor. Des fanfares militaires contribuent largement à l’animation culturelle. Bien qu’il y ait des mariages entre des militaires et des Luxembourgeoises, la composition déséquilibrée de la population urbaine entraîne des conflits parmi les civils et les soldats.
Les fortifications délaissées par les Français sont rétablies et modernisées. À côté des nouvelles casernes, des hospices et des bâtiments militaires construits dans la forteresse, les forts de la ceinture extérieure (Thüngen) deviennent habitables et sont renforcés. Comme Mayence, Landau, Rastatt et Ulm, Luxembourg devient une des forteresses de la Confédération germanique. Grâce à sa situation exposée, proche de la France, elle jouit, dans les premiers temps, d’une estime considérable, illustrée par la provenance princière de ses gouverneurs. Les chemins de fer exigent la construction de forts modernes (Wedell). Toutefois, suite aux nouvelles techniques de l’artillerie, la forteresse devient moins stratégique.
Suivant la révolution belge, le traité de Londres définit les frontières actuelles du Grand-duché, en 1839. Ainsi, la partie wallonne est donnée à la Belgique. La région de Bitbourg fut déjà annexée à la Prusse en 1815. La population luxembourgeoise semble plus attirée par la destinée du nouvel état Belgique et beaucoup choisissent de s’installer de l’autre coté de la frontière.