Japan blev lovet OL i 1940, men 2. verdenskrig tvang landet til at opgive denne ære. Og først i 1964 blev Japans hovedstad igen valgt som mødested for de olympiske lege. Det var de første OL, der blev afholdt i Asien.
Tokyo nærmede sig alvorligt forberedelserne til en enorm ferie. På tærsklen til legene lavede de en betydelig genopbygning af byen: De nedrivede mange gamle distrikter, byggede nye motorveje, broer, opførte moderne sportsfaciliteter, restaurerede gamle stadioner og puljer.
XVIII Games samlet 5140 atleter fra 93 lande. For første gang deltog Algeriet, Cameroun, Elfenbenskysten, Congo, Mali, Niger, Senegal, Zanzibar, Tchad, Trinidad og Tobago, den mongolske folkerepublik samt Nepal i OL. Holdet fra Republikken Sydafrika blev suspenderet fra at deltage i konkurrencen om racediskriminering. Holdene fra Nordkorea, Indonesien, Barbados og Ecuador blev også suspenderet fra konkurrencen.
Den 10. oktober var omkring 90 tusinde tilskuere samlet på det olympiske stadion. Atleter blev hilst velkommen af kejseren af Japan Hirohito og præsidenten for organisationskomiteen, Dangoro Yasukawa.
Programmet til de olympiske lege har aldrig været så omfattende. Det blev fyldt op med judo og kvindelig og mandlig volleyball. Et særpræg ved disse spil var markant øget konkurrence i alle typer af konkurrencer. Under konkurrencen blev der sat 77 olympiske rekorder og 35 verdensrekorder.
På lekene i 1964 bevarede atleter fra Sovjetunionen sin forrang i det uofficielle holdklassement og vandt 96 medaljer, hvoraf 30 var guld. Amerikanske atleter bragte det nationale hold 90 medaljer, det japanske hold indtog tredjepladsen, hvor de først trådte ind i top tre.
De japanske sommer-OL blev husket for den sovjetiske vægtløfteres strålende præstation. Alexey Vakhonin, Rudolf Plukfelder, Vladimir Golovanov og Leonid Zhabotinsky modtog guldmedaljer, Viktor Kurentsov, Yuri Vlasov og Vladimir Kaplunov - sølv.
Den sovjetiske gymnast Larisa Latynina vandt 2 guld-, 2 sølv- og 2 bronzemedaljer. Hun bragte det samlede antal af sine olympiske priser til 18 og blev mester i antallet af medaljer.
For første gang ved OL blev computere brugt til at indsamle og gemme resultater. Derudover blev tv for første gang fra de olympiske arenaer sendt til andre kontinenter.