Juan nació el 5 de enero de 1921 en el Castillo de Berg, Luxemburgo, siendo el primer hijo de la gran duquesa Carlota y del príncipe Félix de Borbón-Parma.^[2]​ Uno de sus padrinos fue el papa Benedicto XV, quien le dio su segundo nombre.

Asistió a la escuela de primaria en Luxemburgo, donde continuó la etapa inicial de educación secundaria. Terminó la educación secundaria en el Colegio de Ampleforth, un internado del Reino Unido.

El 5 de enero de 1938 fue reconocido como gran duque heredero.

El 10 de julio de 1940, el príncipe Juan, junto con su padre el príncipe Félix, sus hermanos, la niñera Justine Reinard y el chofer Eugène Niclou, junto con su esposa Joséphine, tuvieron que exiliarse durante la Segunda Guerra Mundial, a raíz de la ocupación alemana de Luxemburgo, y abordaron el SS Trenton en dirección a la ciudad de Nueva York,^[3]​ donde buscaron refugio durante la guerra en una finca alquilada en Brookville, Nueva York. Estudió en la Universidad Laval de Quebec^[4]​.

Se alistó voluntario en el ejército británico, fue destinado al regimiento de la Guardia irlandesa, alcanzando el rango de teniente en 1943 y capitán en 1944. Fue combatiente en la batalla de Normandía y en Caen. Participó en la liberación de Bruselas y, el 10 de septiembre de 1944, en la de Luxemburgo.

Juan conoció a la princesa Josefina Carlota de Bélgica, por primera vez durante una de las cortas estancias de la princesa con su madrina y futura suegra, la Gran Duquesa Carlota de Luxemburgo, en el Castillo de Fischbach, en 1948. En octubre de 1952, se comprometieron y oficialmente el 26 de diciembre de 1952 anunciaron su compromiso al público. Se había especulado que el matrimonio fue concertado para mejorar las relaciones entre Luxemburgo y Bélgica, pero pronto se hizo evidente que estaba floreciendo un matrimonio por amor entre dos viejos amigos.^[5]​

Se casaron en Luxemburgo el 9 de abril de 1953, primero en el Salón de Ceremonias del Palacio Gran Ducal de Luxemburgo y más tarde en la Catedral de Nuestra Señora (Luxemburgo).^[6]​ El matrimonio puso fin a las tensiones entre Luxemburgo y Bélgica que surgieron entre 1918 y 1920, cuando había habido una amenaza de anexión. La pareja estuvo casada durante 52 años y tuvo 5 hijos, 22 nietos y 29 bisnietos.^[7]​

Se convirtió en gran duque cuando su madre, la gran duquesa Carlota, abdicó el 12 de noviembre de 1964.^[8]​

Juan abdicó el 7 de octubre de 2000 y fue sucedido por su hijo Enrique.^[8]​

En 2014 se puso en circulación una moneda de dos euros conmemorativa de su figura.

Juan falleció rodeado de su familia a las 00:25 CEST del 23 de abril de 2019 a la edad de 98 años, tras permanecer más de diez días hospitalizado a causa de una neumonía.^[9]​^[10]​^[11]​ Se había convertido en el monarca vivo más antiguo del mundo en el momento de su muerte.^[12]​

El funeral se celebró el 4 de mayo de 2019 en la Catedral de Nuestra Señora (Luxemburgo).^[13]​ tras un período de luto de 12 días.^[14]​

Asistieron representantes de numerosas casas reales, como los reyes Alberto II, Paola, Felipe I y Matilde de Bélgica; la princesa heredera Isabel de Bélgica; los reyes Harald V y Sonia de Noruega; el rey Carlos XVI Gustavo de Suecia, la reina Margarita II de Dinamarca, los reyes eméritos Juan Carlos I y Sofía de España, el príncipe Alberto II de Mónaco, la princesa Ana del Reino Unido y la princesa Beatriz de los Países Bajos.

• Isabel Hilda Zita María Ana Antonia Federica Guillermina Luisa, 1922-2011
• María Adelaida Luisa Teresa Guillermina, 1924-2007
• María Gabriela Aldegunda Guillermina Luisa, 1925-2023
• Carlos Federico Luis Guillermo María, 1927-1977
• Alicia María Ana Antonieta Carlota Gabriela, 1929-2019

• María Astrid (17 de febrero de 1954)
• Enrique (16 de abril de 1955)
• Juan (15 de mayo de 1957)
• Margarita (15 de mayo de 1957)
• Guillermo (1 de mayo de 1963)

• Guillermo de Luxemburgo (11 de noviembre de 1981)
• María Cristina de Austria (31 de julio de 1983)
• Leopoldo de Liechtenstein (20 de mayo de 1984-20 de mayo de 1984)
• Félix de Luxemburgo (3 de junio de 1984)
• María Anunciada de Liechtenstein (12 de mayo de 1985)
• Emérico de Austria (8 de diciembre de 1985)
• Luis de Luxemburgo (3 de agosto de 1986)
• María Gabriela de Nassau (8 de septiembre de 1986)
• María Astrid de Liechtenstein (26 de junio de 1987)
• Cristóbal de Austria (2 de febrero de 1988)
• Constantino de Nassau (22 de julio de 1988)
• José Manuel de Liechtenstein (7 de mayo de 1989)
• Alejandro de Austria (26 de septiembre de 1990)
• Venceslao de Nassau (17 de noviembre de 1990)
• Alejandra de Luxemburgo (16 de febrero de 1991)
• Sebastián de Luxemburgo (16 de abril de 1992)
• Carlos Juan de Nassau (15 de agosto de 1992)
• Gabriela de Austria (26 de marzo de 1994)
• Pablo Luis de Nassau (4 de marzo de 1998)
• Leopoldo de Nassau (2 de mayo de 2000)
• Carlota de Nassau (2 de mayo de 2000)
• Juan de Nassau (3 de julio de 2004)

• Gabriel de Nassau (12 de marzo de 2006)
• Noé de Nassau (21 de septiembre de 2007)
• Leopoldo de Liumburg-Stirum (19 de abril de 2011)
• Constantino de Limburg-Stirum (25 de octubre de 2013)
• María Estela de Austria (11 de noviembre de 2013)
• Amalia de Nassau (15 de junio de 2014)
• Catalina de Austria (22 de diciembre de 2014)
• Magdalena de Austria (24 de febrero de 2016)
• Gabriel de Limburg-Stirum (20 de octubre de 2016)
• Liam de Nassau (28 de noviembre de 2016)
• Sofía de Austria (31 de agosto de 2017)
• Victoria de Borbón-Parma (30 de octubre de 2017)
• Félix de Nassau (22 de abril de 2018)
• Zeno Willms (5 de junio de 2018)
• Juliana de Austria (14 de octubre de 2018)
• Carlos de Luxemburgo (10 de mayo de 2020)
• Cayetano Willms (2 de septiembre de 2020)
• José de Austria (octubre 2020)
• Cecilia de Austria (25 de enero de 2021)
• Anastasia de Borbón-Parma (3 de julio de 2021)
• Xander de Nassau (2021)
• Cosima de Nassau (13 de mayo de 2022)
• Althaea Worthington (1 de julio de 2022)
• Calixto de Nassau (noviembre de 2022)
• Niño/Niña de Nassau (2022)
• Leopoldo de Liechtenstein (marzo de 2023)
• Francisco de Luxemburgo (27 de marzo de 2023)
• Calos de Austria (4 de junio de 2023)
• Baltasar de Nassau (7 de enero de 2024)
• Victoria Bagory (14 de mayo de 2024)

Juan de Luxemburgo ostentó entre 1964 y 2000 los siguientes títulos:

Esta tabla aún no está actualizada. Puedes contribuir aportando información sobre títulos y tratamientos de esta persona.

•   Soberano Gran Maestre de la Orden del León de Oro de la Casa de Nassau.
•   Soberano Gran Maestre de la Orden de Adolfo de Nassau.
•   Soberano Gran Maestre de la Orden de la Corona de Roble.
•   Soberano Gran Maestre de la Orden del Mérito del Gran Ducado de Luxemburgo.
•   Medalla Conmemorativa del Enlace Matrimonial entre Enrique y María Teresa de Luxemburgo (14/02/1982).

•   Caballero del collar de la Real y Distinguida Orden de Carlos III (08/07/1980).^[15]​
•   Caballero de la Insigne Orden del Toisón de Oro (16/06/1983).^[16]​

• Información sobre la moneda conmemorativa de 2 Euros junto a su hijo