W 2005 roku Ukraina opracowała własną modernizację T-64 o nazwie BM Bułat. Na potrzeby eksportowe powstała również modyfikacja o nazwie T-64B1M. Wóz miał być sprzedany do Kongo, jednak przetarg został zerwany, a zmodernizowane 50 wozów przekazano do Sił Zbrojnych Ukrainy jako uzupełnienie strat powstałych podczas walk w Donbasie.
Również na Ukrainie, na podwoziu czołgu T-64 powstał ciężki wóz bojowy BMP-64. Pojazd w miejscu standardowej wieży wyposażony jest w wieżę z działkiem 2A42 30 mm, karabin PKT, podwójną wyrzutnię pocisków przeciwpancernych i granatnik. mały|BM Bułat w służbie Ukraińskich Sił Zbrojnych
Pierwsze użycie bojowe czołgów T-64 miało miejsce podczas wojny o Naddniestrze w maju 1992 roku, gdy kompania 10 czołgów T-64BW 14. Armii została przejęta przez siły separatystycznego Naddniestrza i następnie użyta przez nie w walkach z wojskami Mołdawii. Pierwszy czołg został zniszczony w tym samym miesiącu, w rejonie Dubosarów, a dwa 20 czerwca od ognia armat MT-12 z flanki w rejonie Bender. W lipcu w walkach uczestniczyły także rosyjskie T-64BW z 14. Armii, tracąc jeden czołg.