Fondata nel 1868, come si evince da un'antica carta intestata, nome attuale e vocazione di libreria internazionale sono relativamente nuovi. Per circa un secolo i suoi locali attuali furono quelli della storica Libreria Casanova, una libreria editrice specializzata in produzione letteraria, senza trascurare pubblicazioni scientifiche, tecniche e scolastiche oltre a edizioni di guide storiche e artistiche.

La sua storia inizia nel 1872, quando viene aperta come filiale della libreria genovese Le Beuf e Francesco Casanova, impiegato presso quella ditta, fu inviato a Torino per gestire la succursale. Libraio intraprendente, Casanova iniziò presto un tentativo di attività editoriale e nel 1874 rilevò la libreria torinese continuando pienamente un’appassionata attività editoriale che doveva poi procurargli una vasta notorietà, grazie a scelte di grande importanza e successo come la pubblicazione delle prime opere di Verga e di De Amicis. Fu il primo ad introdurre in Italia le edizioni elzeviriane, realizzando un'idea del tutto nuova nell'editoria italiana, con la pubblicazione di una raffinata ed elegante collana, la "Biblioteca Elzeviriana”, curata alla perfezione e illustrata da artisti; fu anche il primo ad adottare la fotoincisione per le sue pubblicazioni. Grazie alla sua intraprendenza e alle geniali intuizioni editoriali, la libreria Casanova, in quella che allora si chiamava via delle Finanze, all'angolo della piazza del teatro Carignano, divenne presto e per molti anni rimase il ritrovo ed il centro della vita culturale ed artistica di Torino, frequentata abitualmente dagli scrittori più importanti dell’epoca come De Amicis, Serao, Fogazzaro, Verga.  Nel 1921 Casanova cede l'attività ai suoi collaboratori, Rocco e Scala.

All’inizio degli anni ’70  la Libreria Casanova aveva acquisito uno stile decisamente vecchio; nel 1974 viene acquistata da Angelo Pezzana, il proprietario di una libreria internazionale di successo, Hellas, con cui la libreria entra in una nuova fase.  Da quel momento è Libreria Internazionale Luxemburg che si caratterizza per la sua sezione dedicata alla narrativa angloamericana. Dal rapporto stretto con  prestigiosi editori quali Gallimard, Anagrama, Penguin, Random House, nasce e si sviluppa una delle migliori librerie di letteratura internazionale in Italia. Il suo proprietario, Angelo Pezzana, libraio, giornalista, scrittore, politico, è anche noto per aver fondato, nel 1970, Fuori!, il primo movimento di liberazione omosessuale italiano.

Sugli scaffali della libreria non si trovano solo le opere dei più grandi autori italiani e stranieri ma anche una grande quantità di riviste e quotidiani da tutto il mondo e sezioni introvabili altrove come la Judaica o quella riservata alla letteratura gay.

La Luxemburg, famosa per i numerosi eventi culturali e le presentazioni di libri, ha ospitato i grandi della letteratura internazionale come Allen Ginsberg, che venne a leggervi le sue opere, Philip Roth, Amos Oz, Jorge Amado che qui presentarono i loro romanzi.

Dal 2004 il cambio di gestione continua l’impostazione internazionale della libreria come luogo d’incontro tra diverse culture con particolare attenzione alla presentazione dei grandi scrittori del momento.

La devanture con ingresso su via Accademia è costituita da un semplice profilato metallico smaltato di nero con due vetrine in luce e passaggio centrale a strombo, sormontati dall'insegna in vetro; continua su via Cesare Bettisti con una lunga successione di vetrine alternate a gioiellerie e insegna continua in vetro su cui si intravede la scritta ora oscurata.

L'interno è caratterizzato da una grossa sala vendita con parquet originale; una seconda più piccola  ha sul fondo una bella scala lignea che conduce all'ammezzato di due piccoli vani. Gli arredi, scaffalature e mobili laccati di nero arredano la libreria dall'epoca del suo passaggio di proprietà, negli anni Settanta.