Związek Socjalistycznych Republik Radzieckich na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 1964 reprezentowało 317 zawodników (254 mężczyzn i 63 kobiet). Był to czwarty start reprezentacji ZSRR na letnich igrzyskach olimpijskich.
Zdobyte medale Medal Zawodnik Dyscyplina sportowa Konkurencja 16px Złoto Łarysa Łatynina 30px Gimnastyka ćwiczenia na podłodze kobiet 16px Złoto Polina Astachowa 30px Gimnastyka poręcz kobiet 16px Złoto Łarysa ŁatyninaPolina AstachowaTamara ManinaAlena WałczeckaTamara ZamotajłowaLudmiła Gromowa 30px Gimnastyka wielobój drużynowy kobiet 16px Złoto Boris Szachlin 30px Gimnastyka drążek mężczyzn 16px Złoto Tamara Press 30px Lekkoatletyka pchnięcie kulą kobiet 16px Złoto Tamara Press 30px Lekkoatletyka rzut dyskiem kobiet 16px Złoto Romuald Klim 30px Lekkoatletyka rzut młotem mężczyzn 16px Złoto Irina Press 30px Lekkoatletyka pięciobój kobiet 16px Złoto Walerij Brumel 30px Lekkoatletyka skok wzwyż mężczyzn 16px Złoto Stanisław Stiepaszkin 30px Boks waga piórkowa 16px Złoto Boris Łagutin 30px Boks waga lekkośrednia 16px Złoto Walerij Popienczenko 30px Boks waga średnia 16px Złoto Stiepan OszczepkowAndrij Chimicz 30px Kajakarstwo C-2 1000 m mężczyzn 16px Złoto Ludmiła Chwiedosiuk 30px Kajakarstwo K-1 500 m kobiet 16px Złoto Nikołaj CzużykowAnatolij GriszynWiaczesław IonowWołodymyr Morozow 30px Kajakarstwo K-4 1000