Japánnak az 1940-es olimpiát ígérték, de a második világháború arra kényszerítette az országot, hogy adja fel ezt a megtiszteltetést. És csak 1964-ben választották újra Japán fővárosát az olimpiai játékok helyszínéül. Ezek voltak az első olimpiák, amelyeket Ázsiában rendeztek.

Tokió komolyan megkereste a hatalmas ünnepre való felkészülést. A játékok előestéjén jelentős újjáépítést hajtottak végre a városban: sok régi kerületet lebontottak, új autópályákat, hidakat építettek, modern sportlétesítményeket emeltek, régi stadionokat és uszodákat állítottak helyre.
A XVIII. Játékok 5140 sportolót gyűjtöttek össze 93 országból. Először Algéria, Kamerun, Elefántcsontpart, Kongó, Mali, Niger, Szenegál, Zanzibár, Csád, Trinidad és Tobago, a Mongol Népköztársaság és Nepál vett részt az olimpián. A Dél-afrikai Köztársaság egyik csapatának nem volt engedélye részt venni a faji megkülönböztetésért folyó versenyen. Észak-Korea, Indonézia, Barbados és Ecuador csapatait is felfüggesztették a versenyből.
Október 10-én mintegy 90 ezer néző gyűlt össze az olimpiai stadionban. A sportolókat Hirohito japán császár és a szervező bizottság elnöke, Dangoro Yasukawa köszöntötte.
Még soha nem volt ilyen kiterjedt az olimpiai program. Ehhez csatlakozott a judo, valamint a női és a férfi röplabda. E játékok megkülönböztető jellemzője a versenyek minden típusában jelentősen megnőtt verseny lett. A verseny során 77 olimpiai rekord és 35 világrekord született.
Az 1964-es játékokon a Szovjetunió sportolói megőrizték elsőbbségüket a nem hivatalos csapatversenyben, 96 érmet nyertek, amelyek közül 30 arany volt. Az Egyesült Államok sportolói 90 érmet hoztak a válogatottba, a japán csapat a harmadik helyet szerezte meg, és először került be az első háromba.
A japán nyári olimpiára a szovjet súlyemelők ragyogó teljesítményével emlékeztek meg. Alekszej Vakhonin, Rudolf Plyukfelder, Vladimir Golovanov és Leonid Zhabotinsky aranyérmet, Viktor Kurentsov, Jurij Vlasov és Vladimir Kaplunov - ezüstöt kapott.
Larisa Latynina szovjet tornász 2 arany-, 2 ezüst- és 2 bronzérmet nyert. Olimpiai díjainak teljes számát 18-ra emelte, és a megszerzett érmek számának rekordja lett.
Az olimpiai játékok során először számítógépeket használtak az eredmények gyűjtésére és tárolására. Ezenkívül az olimpiai arénákról először televíziós közvetítéseket folytattak más kontinensekre.