Các cánh cửa thép của phòng tuyến Schuster được lệnh đóng cửa vào ngày 10 tháng 5 năm 1940 vào lúc 3h15, sau khi quân Đức di chuyển sang phía đông của biên giới sông Our, Sauer và Mosel. Trong lúc đó, lực lượng đặc biệt của Đức gọi là Stoßtrupp Lützelburg ăn mặc như dân thường và được sự hỗ trợ từ kiều dân Đức sống ở Luxembourg, cố gắng phá hoại đài phát thanh và các rào chắn dọc theo biên giới Đức-Luxembourg nhưng nỗ lực của họ đã thất bại. Hoàng gia Luxembourg đã được sơ tán khỏi nơi cư trú tại Colmar-Berg đến cung điện Đại Công tước ở Thành phố Luxembourg.

Lực lượng xâm lược của quân Đức bao gồm các Sư đoàn Panzer số 1, 2 và 10 bắt đầu vào lúc 4h35. Họ đã không gặp phải sự kháng cự nào đáng kể vì đa số Quân đoàn Tình nguyện Luxembourg đều ở lại trong doanh trại của họ. Cảnh sát Luxembourg chống lại quân Đức nhưng không có kết quả gì mấy; thủ đô đã bị chiếm trước buổi trưa. Tổng số thương vong của phía Luxembourg lên tới 75 cảnh sát và binh lính bị bắt, sáu cảnh sát và một người lính bị thương.[1] Vào lúc 8h, các đơn vị của Sư đoàn kỵ binh nhẹ số 3 Pháp của Tướng Petiet được sự hỗ trợ của Lữ đoàn Spahi số 1 của Đại tá Jouffault và đại đội số 2 của Tiểu đoàn thiết giáp số 5 đã vượt qua biên giới phía Nam để tiến hành một cuộc thăm dò quân đội Đức; rồi sau đó rút lui vào phía sau phòng tuyến Maginot. Vào chiều ngày 10 tháng 5 năm 1940, toàn bộ đất nước ngoại trừ phía Nam đã bị quân Đức chiếm đóng. Hơn 90.000 người dân phải sơ tán khỏi bang Esch-sur-Alzette như một hệ quả của bước tiến công. 47.000 người trốn sang Pháp, 45.000 người trốn vào miền trung và miền bắc Luxembourg.

Nữ Đại Công tước Charlotte và chính phủ của Thủ tướng Pierre Dupong đã kịp thời trốn sang Pháp, Bồ Đào Nha và Anh, trước khi cuối cùng định cư tại Canada trong thời gian chiến tranh. Charlotte sống lưu vong ở London đã trở thành một biểu tượng quan trọng của sự đoàn kết quốc gia. Con trai cả và người thừa kế của bà là Jean đã tình nguyện gia nhập quân đội Anh vào năm 1942. Đại diện chính thức còn lại là Albert Wehrer, người đứng đầu một ủy ban của chính phủ, cũng như 41 thành viên của Hạ nghị viện.