Die Sowjetunion nahm an den Olympischen Sommerspielen 1964 in Tokio mit einer Delegation von 317 Athleten (254 Männer und 63 Frauen) an 154 Wettkämpfen in 19 Sportarten teil.
URS
Die sowjetischen Sportler gewannen 30 Gold-, 31 Silber- und 35 Bronzemedaillen, womit die Sowjetunion den zweiten Platz im Medaillenspiegel belegte. Erfolgreichste Athletin war die Turnerin Larissa Latynina , die je zwei Gold-, Silber- und Bronzemedaillen gewann. Fahnenträger bei der Eröffnungsfeier war der Gewichtheber Juri Wlassow .
Gainan Saidchuschin
Straßenrennen: 41. Platz
Straßenrennen Mannschaftszeitfahren: 5. Platz
Anatoli Olisarenko
Straßenrennen: 56. Platz
Straßenrennen Mannschaftszeitfahren: 5. Platz
Juri Melichow
Straßenrennen: 60. Platz
Straßenrennen Mannschaftszeitfahren: 5. Platz
Alexei Petrow
Straßenrennen: 62. Platz
Straßenrennen Mannschaftszeitfahren: 5. Platz
Waleri Chitrow
Bahn Sprint: in der 6. Runde ausgeschieden
Omar Pchakadse
Bahn Sprint: in der 6. Runde ausgeschieden
Wiktor Logunow
Bahn 1000 m Zeitfahren: 9. Platz
Bahn Tandem Sprint 2000 m: Silber
Imants Bodnieks
Bahn Tandem Sprint 2000 m: Silber
Stanislaw Moskwin
Bahn Einerverfolgung 4000 m: 5. Platz
Bahn Mannschaftsverfolgung 4000 m: 5. Platz
Leonid Kolumbet
Bahn Mannschaftsverfolgung 4000 m: 5. Platz
Dzintars Lācis
Bahn Mannschaftsverfolgung 4000 m: 5. Platz
Sergei Tereschtschenkow
Bahn Mannschaftsverfolgung 4000 m: 5. Platz
Sergei Filatow
Dressur: Bronze
Dressur Mannschaft: Bronze
Iwan Kisimow
Dressur: 10. Platz
Dressur Mannschaft: Bronze
Iwan Kalita
Dressur: 15. Platz
Dressur Mannschaft: Bronze
Iwan Semjonow
Springreiten: 28. Platz
Springreiten Mannschaft: 11. Platz
Alexander Purtow
Springreiten: 36. Platz
Springreiten Mannschaft: 11. Platz
Andrei Faworski
Springreiten: ausgeschieden
Springreiten Mannschaft: 11. Platz
German Gasjumow
Vielseitigkeitsreiten: 10. Platz
Vielseitigkeitsreiten Mannschaft: 5. Platz
Boris Konkow
Vielseitigkeitsreiten: 19. Platz
Vielseitigkeitsreiten Mannschaft: 5. Platz
Pawel Dejew
Vielseitigkeitsreiten: 21. Platz
Vielseitigkeitsreiten Mannschaft: 5. Platz
Saibattal Mursalimow
Vielseitigkeitsreiten: 26. Platz
Vielseitigkeitsreiten Mannschaft: 5. Platz
Armais Sayadov
Fliegengewicht, griechisch-römisch: in der 3. Runde ausgeschieden
Wladlen Trostjanski
Bantamgewicht, griechisch-römisch: Silber
Roman Rurua
Federgewicht, griechisch-römisch: Silber
Dawit Gwanzeladse
Leichtgewicht, griechisch-römisch: Bronze
Anatoli Kolessow
Weltergewicht, griechisch-römisch: Gold
Walentin Olenik
Mittelgewicht, griechisch-römisch: 4. Platz
Rostom Abaschidse
Halbschwergewicht, griechisch-römisch: 5. Platz
Anatoli Roschtschin
Schwergewicht, griechisch-römisch: Silber
Ali Alijew
Fliegengewicht, Freistil: 4. Platz
Aydın İbrahimov
Bantamgewicht, Freistil: Bronze
Nodar Chochaschwili
Federgewicht, Freistil: Bronze
Sarbeg Beriaschwili
Leichtgewicht, Freistil: 6. Platz
Guliko Sagaradse
Weltergewicht, Freistil: Silber
Schota Lomidse
Mittelgewicht, Freistil: in der 3. Runde ausgeschieden
Alexander Medwed
Halbschwergewicht, Freistil: Gold
Alexander Iwanizki
Schwergewicht, Freistil: Gold
Wjatscheslaw Iwanow
Einer: Gold
Oleg Tjurin
Doppel-Zweier: Gold
Boris Dubrowski
Doppel-Zweier: Gold
Walentin Boreiko
Zweier ohne Steuermann: im Halbfinale ausgeschieden
Oleg Golowanow
Zweier ohne Steuermann: im Halbfinale ausgeschieden
Leonid Rakowschtschik
Zweier mit Steuermann: 4. Platz
Nikolai Safronow
Zweier mit Steuermann: 4. Platz
Igor Rudakow
Zweier mit Steuermann: 4. Platz
Celestinas Jucys
Vierer ohne Steuermann: 7. Platz
Eugenijus Levickas
Vierer ohne Steuermann: 7. Platz
Jonas Motiejūnas
Vierer ohne Steuermann: 7. Platz
Anatoli Sass
Vierer ohne Steuermann: 7. Platz
Anatolij Tkatschuk
Vierer mit Steuermann: 5. Platz
Boris Kusmin
Vierer mit Steuermann: 5. Platz
Witali Kurdtschenko
Vierer mit Steuermann: 5. Platz
Wladimir Jewsejew
Vierer mit Steuermann: 5. Platz
Anatoli Lusgin
Vierer mit Steuermann: 5. Platz
Wolodymyr Sterlyk
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Juri Lorenzson
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Juri Suslin
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Juozas Jagelavičius
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Petras Karla
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Vytautas Briedis
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Zigmas Jukna
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Antanas Bagdonavičius
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Ričardas Vaitkevičius
Achter mit Steuermann: 5. Platz
Igor Bakalow
Schnellfeuerpistole 25 m: 7. Platz
Alexander Sabelin
Schnellfeuerpistole 25 m: 16. Platz
Albert Udatschin
Freie Pistole 50 m: 11. Platz
Jewgeni Rasskasow
Freie Pistole 50 m: 21. Platz
Schota Kweliaschwili
Freies Gewehr Dreistellungskampf 300 m: Silber
Aleksandrs Gerasimjonoks
Freies Gewehr Dreistellungskampf 300 m: 4. Platz
Wiktor Schamburkin
Kleinkalibergewehr Dreistellungskampf 50 m: 9. Platz
Kleinkalibergewehr liegend 50 m: 21. Platz
Wladimir Tschujan
Kleinkalibergewehr Dreistellungskampf 50 m: 11. Platz
Kleinkalibergewehr liegend 50 m: 20. Platz
Pāvels Seničevs
Trap: Silber
Sergei Kalinin
Trap: 22. Platz
Männer
Wladimir Schuwalow
100 m Freistil: im Halbfinale ausgeschieden
4-mal-100-Freistil-Staffel: 6. Platz
4-mal-100-Lagen-Staffel: 4. Platz
Wiktor Semtschenkow
100 m Freistil: im Vorlauf ausgeschieden
4-mal-100-Freistil-Staffel: 6. Platz
4-mal-100-Lagen-Staffel: 4. Platz
Juri Sumzow
100 m Freistil: im Vorlauf ausgeschieden
4-mal-100-Freistil-Staffel: 6. Platz
Semjon Beliz-Geiman
400 m Freistil: 8. Platz
4-mal-200-Freistil-Staffel: 7. Platz
Jewgeni Nowikow
400 m Freistil: im Vorlauf ausgeschieden
4-mal-200-Freistil-Staffel: 7. Platz
Alexander Paramonow
400 m Freistil: im Vorlauf ausgeschieden
4-mal-200-Freistil-Staffel: 7. Platz
Wiktor Masanow
200 m Rücken: 6. Platz
4-mal-100-Freistil-Staffel: 6. Platz
4-mal-100-Lagen-Staffel: 4. Platz
Wladimir Beresin
4-mal-100-Freistil-Staffel: 6. Platz
4-mal-200-Freistil-Staffel: 7. Platz
Heorhij Prokopenko
200 m Brust: Silber
4-mal-100-Lagen-Staffel: 4. Platz
Aleksandre Tutakaewi
200 m Brust: 4. Platz
4-mal-100-Lagen-Staffel: 4. Platz
Wladimir Kossinski
200 m Brust: 8. Platz
Walentin Kusmin
200 m Schmetterling: 5. Platz
4-mal-100-Lagen-Staffel: 4. Platz
Oleg Fotin
200 m Schmetterling: im Vorlauf ausgeschieden
Frauen
Natalja Ustinowa
100 m Freistil: im Vorlauf ausgeschieden
4-mal-100-Lagen-Staffel: Bronze
Natalja Bystrowa
100 m Freistil: im Vorlauf ausgeschieden
400 m Freistil: im Vorlauf ausgeschieden
4-mal-100-Lagen-Staffel: Bronze
Natalja Michailowa
400 m Freistil: im Vorlauf ausgeschieden
100 m Rücken: im Vorlauf ausgeschieden
Tatjana Saweljewa
100 m Rücken: im Vorlauf ausgeschieden
4-mal-100-Lagen-Staffel: Bronze
Galina Prosumenschtschikowa
200 m Brust: Gold
Swetlana Babanina
200 m Brust: Bronze
4-mal-100-Lagen-Staffel: Bronze
Walentyna Jakowlewa
100 m Schmetterling: im Vorlauf ausgeschieden
Tatjana Dewjatowa
100 m Schmetterling: im Vorlauf ausgeschieden
4-mal-100-Lagen-Staffel: Bronze
Alexander Tschutschelow
Finn-Dinghy: 12. Platz
Timir Pinegin
Star: 5. Platz
Fjodor Schutkow
Star: 5. Platz
Alexander Schelkownikow
Flying Dutchman: 5. Platz
Wiktor Piltschin
Flying Dutchman: 5. Platz
Juri Schawrin
Drachen: 9. Platz
Lew Alexejew
Drachen: 9. Platz
Waleri Nikolin
Drachen: 9. Platz
Konstantin Alexandrow
5,5-Meter-Klasse: 13. Platz
Konstantin Melgunow
5,5-Meter-Klasse: 13. Platz
Walentin Samotaikin
5,5-Meter-Klasse: 13. Platz
Männer
Wiktor Lissizki
Einzelmehrkampf: Silber
Boden: Silber
Pferdsprung: Silber
Barren: 5. Platz
Reck: 4. Platz
Ringe: 9. Platz
Seitpferd: 14. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Silber
Boris Schachlin
Einzelmehrkampf: Silber
Boden: 14. Platz
Pferdsprung: 5. Platz
Barren: 9. Platz
Reck: Gold
Ringe: Bronze
Seitpferd: 7. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Silber
Wiktor Leontjew
Einzelmehrkampf: 10. Platz
Boden: 4. Platz
Pferdsprung: 30. Platz
Barren: 10. Platz
Reck: 10. Platz
Ringe: 4. Platz
Seitpferd: 17. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Silber
Juri Zapenko
Einzelmehrkampf: 11. Platz
Boden: 6. Platz
Pferdsprung: 24. Platz
Barren: 14. Platz
Reck: 17. Platz
Ringe: 14. Platz
Seitpferd: Bronze
Mannschaftsmehrkampf: Silber
Juri Titow
Einzelmehrkampf: 13. Platz
Boden: 26. Platz
Pferdsprung: 9. Platz
Barren: 14. Platz
Reck: Silber
Ringe: 7. Platz
Seitpferd: 25. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Silber
Sergei Diomidow
Einzelmehrkampf: 14. Platz
Boden: 9. Platz
Pferdsprung: 9. Platz
Barren: 4. Platz
Reck: 21. Platz
Ringe: 16. Platz
Seitpferd: 14. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Silber
Frauen
Larissa Latynina
Einzelmehrkampf: Silber
Boden: Gold
Pferdsprung: Silber
Stufenbarren: Bronze
Schwebebalken: Bronze
Mannschaftsmehrkampf: Gold
Polina Astachowa
Einzelmehrkampf: Bronze
Boden: Silber
Pferdsprung: 7. Platz
Stufenbarren: Gold
Schwebebalken: 4. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Gold
Jelena Woltschezkaja
Einzelmehrkampf: 8. Platz
Boden: 13. Platz
Pferdsprung: 5. Platz
Stufenbarren: 24. Platz
Schwebebalken: 7. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Gold
Tamara Zamotailowa
Einzelmehrkampf: 13. Platz
Boden: 18. Platz
Pferdsprung: 26. Platz
Stufenbarren: 6. Platz
Schwebebalken: 17. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Gold
Tamara Manina
Einzelmehrkampf: 14. Platz
Boden: 10. Platz
Pferdsprung: 26. Platz
Stufenbarren: 37. Platz
Schwebebalken: Silber
Mannschaftsmehrkampf: Gold
Ljudmila Gromowa
Einzelmehrkampf: 30. Platz
Boden: 16. Platz
Pferdsprung: 22. Platz
Stufenbarren: 54. Platz
Schwebebalken: 22. Platz
Mannschaftsmehrkampf: Gold
Männer
Boris Poluljach
3 m Kunstspringen: 6. Platz
Michail Safonow
3 m Kunstspringen: 7. Platz
Wladimir Wassin
3 m Kunstspringen: 8. Platz
Wiktor Palagin
10 m Turmspringen: 5. Platz
Igor Lobanow
10 m Turmspringen: 12. Platz
Wiktor Pogoschew
10 m Turmspringen: 13. Platz
Frauen
Tamara Fedosowa
3 m Kunstspringen: 5. Platz
Jelena Anochina
3 m Kunstspringen: 6. Platz
Wera Baklanowa
3 m Kunstspringen: 12. Platz
Galina Alexejewa
10 m Turmspringen: Bronze
Natalja Kusnezowa
10 m Turmspringen: 7. Platz
Tatjana Dschenejewa
10 m Turmspringen: 12. Platz
1 = Libyen nahm an der Eröffnungsfeier teil. Der einzige Sportler zog sich allerdings vor dem Start des Marathonwettbewerb zurück.