Pour une immatriculation au Luxembourg, oui : il faut être résident luxembourgeois.
La raison est simple : les compagnies d'assurance n'acceptent pas d'assurer un véhicule luxembourgeois au nom d'une personne non résidente — et sans assurance, l'immatriculation n'est pas possible.
Si vous ne résidez pas au Luxembourg, ce n'est pas un problème : nous avons d'autres solutions (voir la République Tchèque, la France et la Belgique). Parlons-en pour trouver celle qui vous convient.