ญี่ปุ่นได้รับสัญญาโอลิมปิกปี 1940 แต่สงครามโลกครั้งที่สองบังคับให้ประเทศต้องสละเกียรตินี้ และเฉพาะในปี 1964 เมืองหลวงของญี่ปุ่นได้รับเลือกให้เป็นสถานที่จัดการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกอีกครั้ง นี่เป็นการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกครั้งแรกที่จัดขึ้นในเอเชีย
โตเกียวเข้าใกล้การเตรียมตัวสำหรับวันหยุดครั้งใหญ่อย่างจริงจัง ในช่วงก่อนการแข่งขัน มีการสร้างเมืองขึ้นใหม่อย่างมีนัยสำคัญ: เขตเก่าหลายแห่งถูกทำลาย, ทางหลวงใหม่, สะพานถูกสร้างขึ้น, สิ่งอำนวยความสะดวกกีฬาที่ทันสมัยถูกสร้างขึ้น, สนามกีฬาเก่าและสระว่ายน้ำได้รับการบูรณะ
เกม XVIII รวบรวมนักกีฬา 5140 คนจาก 93 ประเทศ เป็นครั้งแรกที่แอลจีเรีย แคเมอรูน ไอวอรี่โคสต์ คองโก มาลี ไนเจอร์ เซเนกัล แซนซิบาร์ ชาด ตรินิแดดและโตเบโก สาธารณรัฐประชาชนมองโกเลีย และเนปาลเข้าร่วมการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก ทีมจากสาธารณรัฐแอฟริกาใต้ถูกห้ามไม่ให้เข้าร่วมการแข่งขันเพื่อการเลือกปฏิบัติทางเชื้อชาติ ทีมจากเกาหลีเหนือ อินโดนีเซีย บาร์เบโดส และเอกวาดอร์ ก็ถูกระงับการแข่งขันเช่นกัน
เมื่อวันที่ 10 ตุลาคม ผู้ชมประมาณ 90,000 คนมารวมตัวกันที่สนามกีฬาโอลิมปิก นักกีฬาได้รับการต้อนรับจากจักรพรรดิแห่งญี่ปุ่น Hirohito และประธานคณะกรรมการจัดงาน Dangoro Yasukawa
โปรแกรมโอลิมปิกไม่เคยมีมาก่อน เข้าร่วมโดยยูโดและวอลเลย์บอลหญิงและชาย คุณสมบัติที่โดดเด่นของเกมเหล่านี้ได้กลายเป็นการแข่งขันที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในการแข่งขันทุกประเภท ในระหว่างการแข่งขัน มีการบันทึกสถิติโอลิมปิก 77 รายการ และสถิติโลก 35 รายการ
ในเกมปี 1964 นักกีฬาจากสหภาพโซเวียตยังคงรักษาตำแหน่งอันดับหนึ่งในการแข่งขันแบบทีมอย่างไม่เป็นทางการ โดยได้รับเหรียญ 96 เหรียญ โดย 30 เหรียญเป็นเหรียญทอง นักกีฬาจากสหรัฐอเมริกานำเหรียญ 90 เหรียญสู่ทีมชาติ ทีมญี่ปุ่นได้อันดับสาม เข้าสู่สามอันดับแรกเป็นครั้งแรก
โอลิมปิกฤดูร้อนของญี่ปุ่นเป็นที่จดจำสำหรับการแสดงที่ยอดเยี่ยมของนักยกน้ำหนักโซเวียต Alexey Vakhonin, Rudolf Plyukfelder, Vladimir Golovanov และ Leonid Zhabotinsky ได้รับเหรียญทอง Viktor Kurentsov, Yuri Vlasov และ Vladimir Kaplunov - เงิน
นักกายกรรมชาวโซเวียต Larisa Latynina ได้รับรางวัล 2 เหรียญทอง 2 เหรียญเงินและ 2 เหรียญทองแดง เธอทำให้จำนวนรางวัลโอลิมปิกทั้งหมดของเธอเพิ่มขึ้นเป็น 18 รางวัล และกลายเป็นเจ้าของสถิติสำหรับจำนวนเหรียญที่ได้รับ
เป็นครั้งแรกในกีฬาโอลิมปิก คอมพิวเตอร์ถูกใช้เพื่อรวบรวมและจัดเก็บผลการแข่งขัน นอกจากนี้ เป็นครั้งแรกที่มีการออกอากาศทางโทรทัศน์ไปยังทวีปอื่น ๆ จากสนามกีฬาโอลิมปิก