W 1990 Cargolux podpisały umowę z Boeingiem na trzy samoloty typu Boeing 747-400F, stając się pierwszym użytkownikiem tego modelu w 1993. W pierwszym locie z Seattle do Luksemburga, na pokładzie znajdowało się 116 ton ładunku.
W 2005 linie ogłosiły decyzję o zakupie 10 maszyn Boeing 747-8F, a dwa lata później o dodatkowych trzech.
W roku 2008 Cargolux odebrały ostatni, szesnasty samolot Boeing 747-400F..
8 czerwca 2011 roku Qatar Airways wykupiły 35% udziałów linii Cargolux. Umowę podpisał CEO katarskich linii Akbar Al Baker i dyrektor Cargoluxu Frank Reimen w obecności premiera Kataru Hamada ibn Dżasima Al Saniego i luksemburskiego ministra finansów Luca Friedena.
Flota mały|Porty docelowe Cargoluxu Stan na wrzesień 2022. Samolot Posiadanych Zamówionych UwagiBoeing 747-400F15 –Boeing 747-8F14–
Modele użytkowane w przeszłości: Canadair CL-44 Douglas DC-8-61 Freighter Douglas DC-8-55 Freighter Douglas DC-8-63 Freighter Boeing 747-200F