Les expositions organisées à la Villa Vauban puisent dans les collections de la Ville de Luxembourg, qui sont constituées en grande partie d'œuvres néerlandaises de l'Âge d'or (XVIIe siècle) d'une part et de peintures d'histoire et de paysage françaises du XIXe siècle d'autre part. Des tableaux, sculptures et gravures d'artistes européens du XVIIe au XIXe siècle complètent l'ensemble.