Спортистима Југославије је ово били десето учешће на Летњим олимпијским играма. Југославија је на Олимпијским играма 1964. у Токију била заступљена са 76 учесника који су учествовали у 9 спортских дисциплина (атлетици, ватерполу, веслању, гимнастици, кајаку и кануу, кошарци, пливању, ватерполу, фудбалу).
Спортисти из Југославије су на овим играма освојили још пет медаља, две златне, једну сребрну и две бронзе. Златне медаље су освојене у рвању (Бранислав Симић) и гимнастици (Мирослав Церар).
Освојене медаље на ЛОИ
Освојене медаље југословенских спортиста на ЛОИ 1964.
У гимнастичким такмичењима, у дисциплини коњ са хватаљкама, је учествовало укупно 130 гимнастичара из 29 држава. Југославију је представљало шест такмичара. Свака гимнастичар се такмичио у две категорије: обавезног и слободног дела. Средња вредност од оцена које су даване од стране четири судија за две групе вежби је била сабрана и добијени скор је одређивао оцену за пласман (овај резултат је такође био коришћен у израчунавању оба такмичења за појединачне и тимске резултате).
Шест првопласираних из предтакмичења су ишли у финале и са собом су носили половину своје прелиминарне оцене која се додавала на резултат из финала и тиме се добијао коначни резултат сваког гимнастичара и одређивао крајњи пласман.
У гимнастичким такмичењима, у дисциплини вратило, је учествовало укупно 130 гимнастичара из 24 држава. Југославију је представљало шест такмичара. Свака гимнастичар се такмичио у две категорије: обавезног и слободног дела. Средња вредност од оцена које су даване од стране четири судија за две групе вежби је била сабрана и добијени скор је одређивао оцену за пласман (овај резултат је такође био коришћен у израчунавању оба такмичења за појединачне и тимске резултате).
Шест првопласираних из предтакмичења су ишли у финале и са собом су носили половину своје прелиминарне оцене која се додавала на резултат из финала и тиме се добијао коначни резултат сваког гимнастичара и одређивао крајњи пласман.
На рвачком такмичењу је учествовало укупно 4 југословенских рвача. У категорији до 87 кг такмичило се 20 такмичара из 20 земаља, Југословенски представник Бранислав Симић је освојио златну медаљу. У категорији до 63 кг учествовало је 27 такмичара из 27 земаља, Југословенски представник Бранко Мартиновић је заузео треће место иза представника Мађарске и Совјетског Савеза. У категорији до 70 кг Стеван Хорват је у конкуренцији од 19 такмичара из 19 земаља заузео 5 место, а Петар Цуцућ је у категорији до 97 кг у конкуренцији од 19 такмичара из 19 земаља остао без пласмана, елиминисан је био у трећем кругу квалификација.
Ватерполо репрезентација Мађарске је освојила златну медаљу испред ватерполо репрезентације Југославије захваљујући бољој гол разлици оствареној у завршној фази, финалној рунди, у коју су се квалификовале четири репрезентације. Мађарска је имала гол-разлику +5 а Југославија +3
У конкуренцији 13 земаља које су учествовале на олимпијском фудбалском турниру, Југославија је заузела шесто место. Југославија је играла у групи Б где је заузела друго место и квалификовала се у четвртфинале. У четвртфиналу који се играо по куп систему Југославија је изгубила од репрезентације Немачке и морала је да се задовољи утакмицама за пласман у утешној групи. У утешној групи је са једном победом, против Јапана и једном изгубљеном утакмицом против Румуније заузела шесто место у коначном пласману. Репрезентација Југославије је на пет утакмица постигла 14 голова а примила 12. Четири фудбалера су се уписала у листу стрелаца: Замбата (5), Осим (4), Белин (4) и Самарџић (1).
У конкуренцији 16 земаља које су учествовале на олимпијском кошаркашком турниру, Југославија је заузела седмо место. Југославија је играла у групи Б где је заузела треће место и квалификовала се у полуфиналну групу, где је у разигравању у утакмицама од петог до осмог места са једним поразом и једном победом освојила седмо место у укупном пласману. Репрезентација Југославије је на девет утакмица остварила шест победа и доживела три пораза, постигла 670 кошева а примила 583. Просек постигнутих кошева Југославије је био 74,4 по утакмици према 64,7 примљених и позитивна кош разлика од 87 кошева.