Tokio je trebalo da bude domaćin Olimpijskih igara 1940. godine. Međutim, zbog početka Drugog Kinesko – Japanskog rata 1937. godine MOK je oduzeo igre Tokiju i dodelio Helsinkiju, ali one zbog početka Drugog svetskog rata nisu održane. Konačno, 1964. godine Igre su prvi put održane u Aziji, u Japanu, koji je izborom poslednjeg nosioca olimpijskog plamena ovom činu dao politički karakter. Poslednji nosilac bio je Jošinori Sakai, koji je rođen u Hirošimi na dan kada je na nju bačena atomska bomba. Američki plivač Don Šolander osvojio je dotad rekordan broj medalja u plivanju, 4 zlatne, sa tri svetska i jednim olimpijskim rekordom. Mađarski vaterpolista Deže Đarmati osvojio je petu uzastopnu medalju, a prvi maratonac koji je odbranio titulu olimpijskog šampiona bio je Etiopljanin Abebe Bikila, iako je samo šest meseci pre trke operisao slepo crevo. Novi olimpijski sportovi postaju džudo i odbojka.
Jugoslavija učestvuje sa 76 sportista u 9 sportova i osvaja 5 medalja. Zlatne medalje osvojili su gimnastičar Miroslav Cerar i rvač Branislav Simić. Srebrnu medalju je osvojila vaterpolo reprezentacija, a bronzane medalje osvojili su gimnastičar Miroslav Cerar i rvač Branislav Martinović.
Sportisti koji su učestvovali: 

Atletika: Simo Važič, Franc Červan, Đani Kovač, Slavko Špan, Roman Lešek, Drako Radošević, Gizela Farkaš, Draga Stamejčić, Olga Pulić(Gere)

Vaterpolo: Milan Muškatirović, Zlatko Šimenc, Božidar Stanišić, Anton Nardeli, Mirko Sandić, Ozren Bonačić, FRane Nonković, Ivo Trumbić, Vinko Rosić, Zoran Janković, Karlo Stipanić

Veslanje: Ante Guberina, Slavko Janjušević, Zdenko Balaš, Boris Klavora, Vjekoslav Skalak, Lucijan Kleva, Marko Mandić, Pavao Martić, Joze Berc, Jadran Barut, Alojz Colja

Gimnastika: Miroslav Cerar, Janez Brodnik, Alojz Petrovič, Martin Šrot, Ivan Čaklec, Nenad Vidović,

Kajak/Kanu: Dagan Desančić, Vladimir Ignajtijević, Aleksandar Kerčov, Staniša Radmanović

Košarka: Slobodan Gordić, Radivoje Korać, Trajko Rajković, DRagan Kovačić, Josip Đerđa, Dragoslav Ražnjatović, Ivo Daneu, Zvonimir Petričević,Vital Eiselt, Vladimir Cvetković, Nemanja Đurić, Miodrag Nikolić

Plivanje: Slobodan Dijaković, Veljko Rogošić

Rvanje: Branislav Martinović, Stevan Horvat, Branislav Simić, Petar Cucić

Fudbal: Ivan Ćurković, Mirsad Fazlagić, Svetozar Vujović, Rudolf Belin, Milan Čop, Jovan Miladinović, Spasoje Samardžeić, Slaven Zambata, Ivan Osim, Lazar Lemić, Dragan Džajić, Lazar Radović, Živorad Jevtić, Silvester Takač, Marijan Brnčić, Josip Pirmajer