Nachdem Transamerica ihren Flugbetrieb im Herbst 1986 einstellen musste, übernahm Cargolux gleich alle ihre drei Boeing 747-271C, um damit der steigenden Nachfrage im Luftfrachtverkehr gerecht zu werden. Die Frachter erhielten dabei die Registrationen LX-ACV / BCV / ECV. Die N741TV trägt hier noch Transamerica Farben, aber schon Cargolux Titel und Logo am Heck.

Ab September 1990 mietete Cargolux nacheinander drei Antonov 124-100, um damit rentable Frachtflüge nach Singapur durchzuführen. Sie trugen Aeroflot-Bemalung und teilweise zusätzliche Aufkleber «on charter to / operated by Cargolux», wie es die CCCP-82008 demonstriert. Nach einem knappen Jahr wurden die Aktivitäten mit Antonov 124 bei Cargolux bereits wieder eingestellt.

Um weitere neue Frachtstrecken aufzubauen und die steigende Luftfracht zu bewältigen, beschaffte sich Cargolux auch gebrauchte 747, hier die Boeing 747-228F LX-DCV ex F-BPVO von Air France Cargo. Das Flugzeug behielt die weisse Air France Grundbemalung und erhielt darauf die Cargolux Cheatline, Titel und Logo.

Am 17. November 1993 erhielt Cargolux in Seattle ihren ersten 747-4R7F, zugleich auch weltweit die erste 747-400-Frachter im regulären Dienst. Tagsdarauf war die brandneue LX-FCV erstmals in Luxemburg und wurde hier mit geöffneten Ladeluken der Presse vorgestellt.

Auch die heute exotischen Il-76TD waren reguläre Frachtcharterbesucher in Luxemburg. Die RA-76758 gehörte der Volga Dnepr Airlines aus Russland und war im Rahmen eines Joint Venture an die britische Heavy Lift vermietet. Der Frachter wurde im Dezember 2002 in Guam durch einen Tropensturm irreparabel beschädigt.

Von Mitte der 1980-er Jahre bis Anfang der 2000-er Jahre gab es viele kleine afrikanische Frachtairlines, manchmal mit nur einem Flugzeug, die vom boomenden Luftfrachtgeschäft profitierten wollten und auch ab Luxemburg tätig wurden. Transportiert wurde beim Hinflug nach Europa meistens Obst und Gemüse, beim Rückflug nach Afrika dann elektronische Geräte und Maschinen. Die DC-8-55F Z-WMJ der Affretair aus Zimbabwe befand sich auf einem dieser Flüge von Luxemburg via Port Harcourt nach Harare.

Nicht nur reguläre Frachtflugzeuge waren in LUX zu sehen, sondern auch exotische Baumuster wie die Conroy CL-44-0 Skymonster, von der nur dieses eine Exemplar gebaut wurde. Der auffällige Frachter befand sich auf einem Frachtcharter von Luxemburg nach Baku. Transportiert wurden Teile einer Bohrplattform.

Von März 1997 bis Dezember 1998 flog die chilenische LAN Chile Cargo mit ihren beiden DC-8-71F wie der CC-CDS zwei wöchentliche Frachtflüge von Santiago de Chile via Vitoria in Spanien nach Luxemburg. Transportiert wurde u.a. Obst, Wein, Fleisch, Fisch und Gemüse.

Im April 1995 begannen die ersten regulären Frachtflüge zwischen Kiew und Luxemburg. Zuerst nur einmal pro Woche, später jeden Werktag. Zum Einsatz kamen diverse Antonov und Ilyushin-Frachter. Antonov Airtrack hatte damals mit der UR-UAA nur eine einzige An-12BP im Einsatz. Die regulären Flüge blieben 10 Jahre bestehen und wurden später nur noch nach Bedarf ausgeführt.

Vom 10. Februar bis 14. April 1998 flog die südkoreanische Asiana Cargo einmal pro Woche von Seoul nach Luxemburg, wobei Jumbo Jets wie die Boeing 747-48EF HL7420 eingesetzt wurden. Später sollte dieser Frachtflug wieder aufgenommen werden, doch wurde nichts daraus. Inzwischen wurde Asiana von ihrer Konkurrentin Korean Air übernommen.