Hiszpania na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 1964 reprezentowało 51 zawodników. Był to dziesiąty start reprezentacji Hiszpanii na letnich igrzyskach olimpijskich. Sportowcy Hiszpanii nie zdobyli żadnego medalu.
Najmłodszym reprezentantem Hiszpanii na tych igrzyskach była 16-letnia pływaczka – María Ballesté, zaś najstarszym 44-letni jeździec – Paco Goyoaga.
Skład reprezentacji 50px|link=|alt= Boks Domingo Barrera – Waga lekka (60 kg) – 5. miejsce Valentín Loren – Waga piórkowa (57 kg) – 17. miejsce Agustín Senin – Waga kogucia (54 kg) – 17. miejsce Miguel Velásquez – Waga lekkopółśrednia (63,5 kg) – 17. miejsce
50px|link=|alt= Hokej na trawie Francisco Amat, Jaime Amat, Pedro Amat, Juan Ángel Calzado, José Colomer, Carlos del Coso, José Antonio Dinarés, Eduardo Dualde, Jaime Echevarría, Ignacio Macaya, Julio Solaun, Luis María Usoz, Narciso Ventalló, Jorge Vidal – Hokej na trawie mężczyzn – 4. miejsce
50px|link=|alt= Jeździectwo Paco Goyoaga – Skoki przez przeszkody - indywidualnie – 18. miejsce Enrique Martínez – Skoki przez przeszkody - indywidualnie – 25. miejsce Antonio Queipo – Skoki przez przeszkody - indywidualnie – 26. miejsce Paco Goyoaga, Enrique Martínez, Antonio Queipo – Skoki przez przeszkody - drużynowo – 8.