EF64形は勾配線区用の電気機関車で、奥羽本線で運用されていたEF16形の置き換えを目的として、1964年に基本番台が製造された。しかし、当初直流だったその区間は1968年に交流化。直流機関車であるEF64形は他線区へ転属となった。

EF64形基本番台には製造時期によって前期車・後期車があり、両者は電気暖房装置の有無や避雷器の位置などに若干の差異がある。

後に、上越線用として、外観が大きく変化した1000番台が登場する。

これら０番台前期/後期形・1000番台は、分割民営化時に全車がJR本州３社＋貨物に引き継がれた。113両を引き継いだJR貨物による、中央本線・上越線・伯備線周辺での貨物輸送を中心に、旅客３社の所属車も、寝台列車牽引や配給列車に使用されている。中でもJR東日本の1030・1031号機は双頭連結器に改造され、新津からの新製車輸送には、このどちらかが使用される。

2002年度まで１両も廃車が出なかったEF64形だが、2003年度中に11両が廃車になったのを皮切りに、2004年度は７両廃車と、ゆっくりその数を減らしている。JR貨物では、すでに後継EH200形が登場、増備が進められており、今後も廃車が進行していく見込み。