Lors d'une réunion secrète en janvier 1940, le gouvernement avait décidé de quitter le Luxembourg en cas d'occupation totale du pays par l'armée allemande. En passant par la France et le Portugal, quatre ministres et la famille grand-ducale se rendirent en Grande-Bretagne et au Canada. Le gouvernement en exil était composé des hommes politiques suivants : Pierre Dupong, Premier ministre, ministre des Finances ; Joseph Bech, ministre des Affaires étrangères (Parti de la droite), Pierre Krier, ministre du Travail et de la Sécurité sociale, Victor Bodson, ministre de la Justice (Parti socialiste ouvrier).

Le siège officiel du gouvernement en exil est à Londres. À partir de la fin de l'année 1942, la Grande-Duchesse réside près de Londres, tandis que son mari, le prince Félix, et l'héritier du trône, le prince Jean, servent comme volontaires dans des unités britanniques. Il s'agit respectivement du Northern Command et des Irish Guards. De 1940 à 1942, Dupong et Bodson restent à Montréal, Bech et Krier à Londres. De 1943 à 1944, le gouvernement est réuni à Londres.

En tant que pays allié, le Luxembourg signe les accords qui fédèrent l'effort de guerre des Alliés et préfigurent l'après-guerre. Par exemple, la Déclaration de St. James's Palace et la Déclaration des Nations unies. Il adhère à la Charte de l'Atlantique et participe à la Conférence de Bretton Woods.

Elle renonce à la neutralité du pays et apporte une petite contribution militaire en créant la "batterie luxembourgeoise" intégrée à la 1ère brigade d'infanterie belge.

Les liens économiques avec la Belgique et les Pays-Bas sont renforcés par le rétablissement de l'UEBL (Union économique belgo-luxembourgeoise) et par la signature d'une convention douanière avec la Belgique et les Pays-Bas, le traité Benelux.

Les nombreuses rencontres avec le président américain Franklin D. Roosevelt à Washington profitent grandement à la cause luxembourgeoise.

Néanmoins, le gouvernement est fortement critiqué par certains réfugiés qui ont fui vers la Grande-Bretagne. Ils reprochaient au gouvernement son manque d'aide aux jeunes gens qui avaient déserté l'armée allemande et voulaient venir en Grande-Bretagne, mais qui étaient retenus dans les prisons et les camps espagnols. Un procès après la guerre a montré que beaucoup de ces reproches n'étaient pas fondés.

Une semaine après la libération du Luxembourg, le gouvernement rentre au Luxembourg mais doit faire face à de vives critiques de la part des résistants. L'élargissement du gouvernement à des personnalités issues de la Résistance et la création d'une assemblée consultative dont la moitié des membres sont issus des mouvements de Résistance permettent de faire taire les critiques les plus agressives.

Le retour de la Grande-Duchesse le 14 avril 1945 et les élections générales d'octobre 1945 ouvrent la voie à la normalité.