Команду СССР, выступившую на летних Олимпийских играх 1964 года, составили 319 спортсменов (256 мужчин и 63 женщины). Хотя по количеству золотых медалей СССР и уступил сборной США, по общему количеству полученных медалей советская сборная превзошла американскую.
На этих играх советские спортсмены впервые выиграли медали в дзюдо (4 бронзы) и волейболе, который дебютировал так же как и дзюдо в программе игр. Мужская сборная СССР по волейболу стала первым в истории олимпийским чемпионом, а женщины взяли серебро. Баскетболисты выиграли четвёртое подряд серебро на олимпиадах, на третьей подряд олимпиаде медаль взяли ватерполисты, на сей раз, как и 8 лет назад в Мельбурне, бронзу. Хорошо выступили легкоатлеты, борцы, боксёры, фехтовальщики, байдарочники-каноисты. Впервые в истории было завоёвано золото в плавании. Гимнасты принесли 4 золота, причём Виктор Лисицкий выиграл 4 серебра, что является уникальным результатом. Героиней стала Лариса Латынина, ставшая в Токио девятикратной олимпийской чемпионкой. Два золота выиграла выдающаяся легкоатлетка Тамара Пресс. Свою седьмую золотую медаль выиграл гимнаст Борис Шахлин, пятикратной олимпийской чемпионкой стала гимнастка Полина Астахова, гребец академист Вячеслав Иванов добился выдающегося результата, став трёхкратным олимпийским чемпионом в одиночке.
Всего медали были выиграны в 18 видах спорта, из них золото в 11 видах (легкой и тяжёлой атлетике, волейболе, спортивной гимнастике, гребле на байдарках и каноэ, академической гребле, пятиборье, фехтовании, боксе, плавании и борьбе).
В следующий раунд из каждого заезда проходили несколько лучших экипажей (в зависимости от дисциплины). В финал A выходили 6 сильнейших экипажей, ещё 6 экипажей, выбывших в отборочном заезде, распределяли места в малом финале B.
Мужчины
Как и 4 года назад борьба за золотую медаль в соревнованиях одиночек развернулась между советским гребцом Вячеславом Ивановым и немцем Ахимом Хиллем. Финал проходил в очень ветреную погоду, из-за чего старт отложили на полчаса[1]. Первые 500 метров дистанции оба спортсмена прошли вровень, но затем Хилль стал наращивать темп и к середине дистанции его преимущество над Ивановым составляло почти 5 секунд. Ещё через 500 метров он выигрывал более 7 секунд. Однако на заключительном отрезке Иванов стал очень быстро настигать немецкого гребца и незадолго до финиша смог его опередить. На финише преимущество Иванова составляло 3,73 секунды, таким образов Вячеслав на последних 500 метрах выиграл у Хилля 11 секунд. Третье место занял швейцарский гребец Готтфрид Коттман.
По словам Иванова до начала финального заезда своим главным соперником он считал американца Сперо, которому проиграл на предварительном раунде, а Хилля, который не попал в финал последнего чемпионата Европы, не воспринимал как серьёзного соперника[1]. На середине дистанции Иванов впервые обернулся и увидел, что Хилль значительно его опережает. Тем не менее Иванов решил, что легко отыграет это отставание, но когда за 500 метров разрыв увеличился, то Вячеславу пришлось резко увеличивать свой темп[2]. По ходу заключительного отрезка количество гребков у советского гребца достигало 44 в минуту. После окончания заезда Иванова вынесли из лодки без сознания[2].