לוקסמבורג נולדה בזמושץ' - עיירה פולנית תחת שליטה רוסית. היא היתה הצעירה מבין חמשת ילדי המשפחה היהודית. משסיימה את לימודי התיכון, ביקשה להרשם לאוניברסיטה. הדעות חלוקות באשר לסיבה בגינה בחרה ללמוד בציריך - יש הטוענים שהבחירה נבעה מאילוצי חוק ה"נומרוס קלאוזוס" הרוסי, אשר הגביל את אחוז התלמידים היהודים במוסדות להשכלה גבוהה, מנגד, נהוג לטעון כי לוקסמבורג נאלצה לעזוב את רוסיה נוכח פעילותה המחתרתית.
על מנת להגר צריכה היתה לגנוב את הגבול.
בהגיעה לאחת מעיירות הגבול ניגשה לכומר של העיירה וטענה כי היא נרדפת על-ידי הוריה היהודים, היות ויש בדעתה להתנצר. הכומר הנלהב הסתירה בעגלת איכרים מלאת קש וכך סייע לה לעבור את הגבול.