Pradziadkiem Natana – a więc i przodkiem Róży Luksemburg – był polski talmudysta, kabalista i rabin (1680–1756), rektor szkół talmudycznych i autor komentarza do Talmudu Pnej Joszua (1752–1780).
Rodzice Ojcem Róży był syn Abrahama, Edward Eliasz (1830–1900). Urodził się w Zamościu 17 grudnia 1830 jako najstarszy z dziesięciorga rodzeństwa i spadkobierca firmy drzewnej ojca. Swoją żonę Linę Löwenstein (1835–1897) poznał za pośrednictwem macochy Amalię (1824–1861), starszą siostrę Liny. Lina i Edward pobrali się ok. 1853 i mieszkali razem w Zamościu, gdzie Edward pracował z ojcem. Podobnie jak ojciec, Edward był czołowym przedstawicielem zreformowanej społeczności żydowskiej w mieście. Gdy wybuchło powstanie styczniowe, dostarczał broń polskim partyzantom i organizował zbiórki na rzecz powstania. Po upadku powstania stał się celem policji carskiej i został zmuszony do ukrywania się w Warszawie, pozostawiając rodzinę w Zamościu. W latach 60. i 70. XIX wieku często się przeprowadzał i doświadczał trudności finansowych. Ostatecznie reszta rodziny, w tym dwuletnia Róża, dołączyła do niego w Warszawie w 1873.