国鉄EF64形電気機関車（こくてつEF64がたでんききかんしゃ）は、日本国有鉄道（国鉄）が1964年（昭和39年）に開発した、勾配線区用向け直流電気機関車である。
概要 1960年（昭和35年）に国鉄の大型電気機関車としては最初の近代化形であるEF60形が完成して以後、本線の列車牽引用としては東海道・山陽本線向けのEF61形と信越本線用のEF62形・EF63形が開発されていた。
EF60形・EF61形は平坦路線牽引用、またEF62形は信越本線横川 - 軽井沢間の国鉄最急勾配に対応した本務機、EF63形は碓氷峠用補助機関車（補機）という特殊設計となっており、他の一般勾配路線では、EF62形・EF63形が備える急勾配用の装置は必要としなかった。
しかし一方で、奥羽本線の板谷峠（1949年(昭和24年)に直流電化、1968年(昭和43年)に交流化し当形式は撤退）越えEF64形の計画時点で東北本線の交流電化が進められており、奥羽本線も米沢 - 山形間での電化工事が完成した後は福島 - 山形間を通して交流電化する計画であったことから、板谷峠周辺の直流変電所でEF16形の回生電力転換に使われていた整流器をEF64形の出力に対応し力行用に転用するといった小規模な工事で済み、交流化後は他線区へも転用可能な発電ブレーキ搭載機が妥当とされた。区間や、中央本線当時回生ブレーキ搭載車であるED61の重連運転が行われていたが、本務機と補機の車輪径の差異が原因とされる回生ブレーキの失効が頻発し、安定的な動作をする発電ブレーキ搭載のF級機が強く要望されていた。など、20 - 33パーミル程度の中勾配区間に対応する発電ブレーキ搭載の新型F級電気機関車が必要とされる直流電化路線も多く、これに対応するために開発され1964年（昭和39年）に登場したのがEF64形である。
1964年（昭和39年）から1976年（昭和51年）の間に、0番台（EF64 1 - 79）79両、1980年（昭和55年）から1982年（昭和57年）の間に大幅な設計変更を行った1000番台（EF64 1001 - 1053）53両の計132両が製造された。
しかし現在は老朽化や後継形式の導入等により徐々に数を減らしている。
構造 共通事項のみ記す。
車体 重連運転を行うことから前面がEF62形・EF63形と同様に貫通形となっているが、前面窓部分の傾斜をなくしているためEF62形・EF63形とは若干印象の異なる前面形状となった。
またEF64形では車体塗装をぶどう色2号ではなく、青15号に前面下半部のみクリーム1号の新塗装としている。従来は寝台特急牽引用のEF60形500番台のみが青色とクリーム色のツートンカラーであったが、EF64形以降、直流新形電気機関車はすべてこの塗装が採用構造的には直流旧型電気機関車であるEF58形も、のちにこの色に塗り替えられた。されることとなった。
搭載機器 EF62形をベースに、軸配置を2軸ボギー3台車の一般的な配置「Bo-Bo-Bo」に戻し、併せて歯車比をEF62形の16:71=1:4.44から高速性能をやや重視した18:69=1:3.83に変更した。
制御方式は、直列・直並列・並列の3段組み合わせ制御である『Rail Magazine』338、ネコ・パブリッシング、2011年、p.110。制御装置として、電動カム軸式抵抗制御器（CS22）、電動カム軸式転換・バーニア制御器（CS23）、電動カム軸式界磁制御器（CS24）を搭載する。勾配区間での空転・滑走対策としてはEF62形を基にした主回路の橋絡渡り接続、ノッチ細分化や軸重補償が採用された『レイル』1983年春の号、プレス・アイゼンバーン、p.67。
主電動機は設計当時国鉄電気機関車で標準的に採用されていた直流直巻整流子電動機のMT52（端子電圧750V時1時間定格定格出力425kW）を6基搭載する。総定格出力は2,550kWである。
重連運転を想定し、重連総括制御装置と正面貫通扉を備え、また下り坂での安全対策のため発電ブレーキを搭載する。発電ブレーキが速やかに立ち上がるよう、EF64形の逆転器は界磁電流の向きを変える界磁転換方式EF60形やEF65形に搭載されている。ではなく、電機子電流の向きを変えるという電機子転換方式を採用した。発電ブレーキはあくまで66.7パーミルでの運用を前提としたEF62形に対し、25 - 35パーミル前後の勾配で運用することを基本に編成重量に応じた均衡速度を選択できるものとなり、EF62形・EF63形で採用した発電ブレーキ時のバーニア制御等、急勾配対策の特殊装備は省略されている。
客車に使用するため電気暖房装置（EG）EG搭載車両は車端部1位側・3位側の乗務員室扉脇に表示灯（EG灯）を備えているので判別可能である。なお2009年（平成21年）現在は機関車のEGを必要とする客車が現存しないため電気暖房装置は使用されていない。を搭載した車両と、未搭載の貨車専用機が存在する。
番台別概説 0番台
勾配線用で発電ブレーキを常用する設計であることから、抵抗器の放熱を効率よく行うため、車体側面のエアフィルタ部の開口面積を大きく設計してあるのが特徴である。79両が製造された。
台車は、同じ軸配置B-B-BかつMT52系電動機搭載のEF70形用をベースとした、DT120A（両端台車）およびDT121A（中間台車）を装着する『J-train』vol.35、2009年、イカロス出版、p.19。
制御器用電源として、MH81B-DM44B二相交流式電動発電機を搭載する。交流60 Hz、5 kVAの容量を備え、交流24 V、交流50 V、交流100 Vのほか、整流器を介して直流100 Vを供給する。加えて、EG搭載機にはMH107A-DM69A電動発電機を搭載する。
空気ブレーキなどで使用される圧縮空気を供給する電動空気圧縮機は、架線からの直流1,500 Vを電源としたシロッコファン式のMH92B-C3000を1基搭載する。
冷却用の電動送風機は架線からの直流1,500 Vを電源とし、主電動機用としてMH91I-FK102を2基、主抵抗器用としてMH110-FK77を6基搭載する。
また、当初の投入区間が豪雪地帯である板谷峠であったことから、EF16形を参考に寒冷地対策も重視され汽笛はAW2とAW5の2種類を装備、台車の砂撒き管には凍結対策のヒーターを備えたほか、運転室前面窓上にはツララ切り、窓周囲には防護柵（プロテクター）取り付け用のボルトが備えられた板谷峠で運用されたEF64 1 - 12は冬期に防護柵を装備したが他の線区では使用されず、福島機関区からの転出後は使用しなくなった。また、EF64 31以降は装備自体が廃止された。。
集電方式(パンタグラフ）はPS17を装備する。
量産試作機（EF64 1・2） 1964年（昭和39年）11月に落成した量産試作機。
1次量産機（EF64 3 - 12）
1965年（昭和40年）7月から9月にかけて落成した1次量産機。 試作機とほぼ同じに見えるが、これ以降の量産機は運転台の構造が見直され全く異なる寸法で製造されている。 抵抗制御器をCS22からCS22Aに変更『Rail Magazine』339、2011年、ネコ・パブリッシング、p.91。 バーニア制御器をCS23からCS23Aに変更。 車体構体の強化。 前面ツララ切りや運転室側面窓上の雨樋は寸法・形状が変更されたほか、機器室にパンタグラフ用の非常空気溜が追加された。 EF64 1・2を含めて外観上の特徴は、尾灯が小型の内はめ式で避雷器はLA15を集電装置前方に設置。
2次量産機（EF64 13 - 28）
1966年（昭和41年）3月から6月にかけて落成した2次量産機。 純貨物列車牽引用として客車暖房器具を搭載せず同重量の死重を搭載する。 尾灯を大型化尾灯に取り付けられていた標識用円盤が不要になり、取り付けを考慮する必要がなくなったため。。
3次量産機（EF64 29・30） 1968年（昭和43年）9月に落成した3次量産機。 主電動機は、電機子絶縁強化を図ったMT52Aに変更。 避雷器をLA15からLA15Bに変更。 EG用電動発電機をころ軸受を採用したMH107B-DM69Bに変更。 乗務員室の床を木材からロンリウムへ変更。
4次量産機（EF64 31 - 36）
1970年（昭和45年）1月から4月にかけて落成した4次量産機。 抵抗制御器をCS22AからCS22Bに変更。 バーニア制御器をCS23AからCS23Bに変更。 界磁制御器をCS24からCS24Aに変更。 電動送風機を静音形ターボファン式のMH91I-FK102に変更。 室内灯を白熱電球から蛍光灯に変更。 EB・TE装置を搭載。 前面窓の防護柵を撤去。
5次量産機（EF64 37 - 43）
1971年（昭和46年）3月から5月にかけて落成した5次量産機。 抵抗制御器をCS22BからCS22Cに変更。 バーニア制御器をCS23BからCS23Cに変更。 界磁制御器をCS24AからCS24Bに変更。 単位スイッチをSR114からSR124に、SR117からSR125に変更。 前面貫通扉ステップの形状変更。 前面窓がデフロスタから熱線入りガラスに変更。 空転滑走検知装置を車軸発電機方式から電機子電流の変化を検知する方式へ変更。 貫通扉下側のステップの長さを手すりの内側まで短縮。
6次量産機（EF64 44・45） 1971年（昭和46年）9月に落成した6次量産機。仕様は5次量産機と同一。
7次量産機（EF64 46 - 75）
1973年（昭和48年）3月から7月にかけて落成した7次量産機。 抵抗制御器をCS22CからCS22Dに変更。 バーニア制御器をCS23CからCS23Dに変更。 界磁制御器をCS24BからCS24Cに変更。 制御器前面に観音扉を取付。 以上4点は雪害対策の一環『Rail Magazine』339、2011年、ネコ・パブリッシング、p.95。 避雷器をLA15BからLA15Dに変更し、集電装置後方に移設。 尾灯を外はめ式に変更。 EG表示灯の形状が台形タイプに変更。 運転室の換気を通風口による自然通風ではなく扇風機による方式としたため、車体前面窓下に設けられていた通風口を廃止。 扇風機設置のため前頭部屋根に張り出し。 高速時における鋳鉄制輪子の制動力低下を補うため機関車のブレーキシリンダ圧力を1.66倍に増圧する応速度単機増圧装置未装備のEF64 45までと重連運転する際には元空気ダメ設定圧力の差により安全弁が作動するため、1973年（昭和48年）以降は圧力ゲージ目盛板、調圧機圧力、安全弁をEF64 45以前と同じにし、増圧装置の使用を取り止めた。を設置。
8次量産機（EF64 76 - 79） 1976年（昭和51年）1月に落成した8次量産機のEF64 76・77と11月に落成した9次量産機のEF64 78・79に大別される。 エアフィルタの一部がFRP成型に変更。 ナンバープレートを切り文字からプレート状に変更。
なお、各製造次別の製造メーカー・EG搭載・新製配置・名目は下記表を参照。
+製造次車両番号製造メーカー電気暖房用EG予算製造名目新製配置量産試作機EF64 1東京芝浦電気搭載昭和38年度第3次債務奥羽本線輸送力増強用板谷峠対応EF16取替福島機関区EF64 2川崎車輛川崎電機製造1次量産機EF64 3 - 7東京芝浦電気昭和39年度第5次債務EF64 8 - 12川崎車輛川崎電機製造2次量産機EF64 13東京芝浦電気未搭載昭和40年度第2次民有車中央東線および既電化区間輸送力増強用甲府機関区EF64 14・15川崎車輛川崎電機製造EF64 16 - 20東京芝浦電気昭和40年度第1次債務中央西線名古屋 - 瑞浪間電化開業実際には中央東線にEF64形を投入し、当時同線で運用されていたEF60形を中央西線電化開業用に捻出。EF64 21 - 28川崎車輛川崎電機製造3次量産機EF64 29・30昭和42年度第3次債務中央西線瑞浪 - 中津川間電化開業稲沢第二機関区4次量産機EF64 31・32川崎重工業富士電機川崎車輛は1969年（昭和44年）4月に川崎重工業に、川崎電機製造は1968年（昭和43年）10月に富士電機にそれぞれ合併。搭載昭和44年度民有車新東京国際空港資材運搬甲府機関区EF64 33 - 36昭和44年度第2次債務中央東線・飯田線・身延線貨物列車輸送力増強5次量産機EF64 37 - 39汽車製造東洋電機製造昭和45年度第1次債務飯田線・身延線等貨物列車輸送力増強および中央東線電気機関車新性能化EF64 40 - 43川崎重工業富士電機6次量産機EF64 44東洋電機製造汽車製造昭和45年度第3次債務中央東線石油専用列車増発EF64 45川崎重工業富士電機7次量産機EF64 46 - 50東洋電機製造川崎重工業汽車製造は1972年（昭和47年）に川崎重工業に合併。昭和48年度民有車中央西線中津川 - 塩尻間および篠ノ井線松本 - 篠ノ井間電化開業篠ノ井機関区EF64 51 - 55川崎重工業富士電機長野運転所篠ノ井機関区開設までの配置で短期間で転属。EF64 56 - 64東洋電機製造川崎重工業未搭載甲府機関区EF64 56・57長野運転所EF64 58 - 64EF64 65 - 75川崎重工業富士電機稲沢第二機関区EF64 65 - 67・71・72長野運転所EF64 68 - 70・73 - 758次量産機EF64 76昭和49年度第3次債務飯田線旧型電気機関車代替当時中央東線で運用されていたED61形をED62形に改造の上飯田線に投入し、老朽化が進んでいたED18形・ED19形を代替。甲府機関区EF64 77東洋電機製造川崎重工業9次量産機EF64 78・79昭和50年度第2次債務
債務負担、民有車の予算用語は鉄道車両#導入方法を参照
1000番台
1000番台は1970年代末期に開発された国鉄最後の直流電気機関車である。上越線や高崎線で当時使われていたEF58形・EF15形・EF16形の置き換え用に1980年（昭和55年）より投入された。
EF64 1011は川崎重工業の機関車（SL・EL・DL）製造累計4500号車であり、兵庫工場で記念式典が行われた川崎重工業「車両とともに明日を拓く 兵庫工場90年史（資料集）」205P。。ラストナンバーは1982年（昭和57年）10月28日落成鉄道図書刊行会『鉄道ピクトアリル』1987年5月臨時増刊号新車年鑑1987年版p.24記事。のEF64 1053であり、同機は国鉄最後の新製機関車である国鉄ではEF64 1053以降機関車の新製が途絶え、JR貨物が1989年（平成元年）2月に新製したEF66 101が国鉄・JRとしては6年4か月ぶりの新製機関車となった（交友社「鉄道ファン」1989年12月号「直流新形電機 交流・交直流電機出生の記録 - 補遺I - 」p.79）。。
性能は0番台とほぼ同様であるが、各部仕様は基礎から再検討がなされたため、0番台との差異は大きい。計画にあっては形式の変更もあり得たが、労働組合との間で新型機関車導入に関わる難しい折衝を行う必要があるので在来機のマイナーチェンジ（新規番台区分）扱いとした。
上越線の沿線が国内有数の豪雪地帯であったことから、雪害対策を特に重視し、車内機器配置方法は大きく変更された。車体側面の一端に大型のブロアールーバーがあり、ここが第2機器室、その前後が第1機器室、第3機器室と3分割にされた。主抵抗器とその送風機や主電動機送風機など冷却空気の必要な機器を第2機器室に集中して配置し、主抵抗器の排熱風をルーバーとその内側のフィルタの間に還流することで防雪対策としているほか、運転室の防音にも配慮している。第1機器室と第3機器室には発熱の少ない機器が配置されているが、主電動機送風機で室内を与圧することで粉雪や塵埃の侵入を抑止し、防雪・防塵対策としている。この結果、他の国鉄電機では見られない側面左右非対称の車体になった。
耐雪装備を大幅に強化し、EF64形0番台やEF65形の一部、EF81形の一部に搭載されている発熱体付きの砂管は、通常の塗装では熱により塗膜が劣化、剥離するため、アルミ粉が含まれた耐熱塗料で塗装されている。
制御装置は0番台最終増備機に準じたCS22D抵抗制御器・CS23Dバーニア制御器・CS24C界磁制御器を搭載しており、1000番台・0番台双方との重連総括運転0番台との重連総括は一部機能の制約があるほか、増圧ブレーキ有無の関係で元空気ダメ設定圧力が0番台は780 kPa、1000番台は880 kPaと異なるため、短期間の試験を除いて実際の運用例はない。が可能である。
制御器および補機の動作用電源として、電動発電機はDM104ブラシレス直流電動機を採用してブラシレス化を行い、電気暖房用電源 (EG) はサイリスタを使用したSC14静止形インバータ搭載はEF64 1001 - 1032までで、EF64 1033 - 1053は貨物列車専用として搭載を省略。とした。
主抵抗器は0番台のMR74では発電ブレーキ時の容量が不足することから新設計のMR146に、主電動機は電機子軸径とブラシ保持器改良などを図ったMT52Bに、集電装置は下枠交差式パンタグラフのPS22Bとなった。
車体が長くなった結果、0番台の台車では両端台車の首振り角および中間台車の左右動幅が不足するため、EF81形にて実績のある揺れ枕省略形のDT138・DT139に勾配途中での長時間停車時に使用するブレーキシリンダロック装置を追加した、DT138A（両端台車）・DT139A（中間台車）とした。
空気ブレーキなどで使用される圧縮空気を供給する電動空気圧縮機は、MH3064A-C3000を1基搭載する。これはEF66形0番台2次機と同様のものである。
電動機などの冷却に使用する電動送風機は、主電動機用としてMH3084 - FK144を、抵抗器用としてMH3085-FK145を、それぞれ1基ずつ搭載する。
なお、2次機からは集電装置がPS22Cに変更され、上越線水上 - 石打間補機運用に充当する際、深夜に重連総括制御用ジャンパ連結器などを着脱する際の照明の設置が求められたことから、正面ジャンパ連結器上部に斜め下向きの作業灯のちには1次機にも装備された。が追加設置された。
1000番台番号別分類 製造次車両番号製造メーカー電気暖房用EG予算新製配置1次機EF64 1001 - 1007川崎重工業東洋電機製造搭載昭和54年度第2次債務長岡運転所EF64 1008 - 1016川崎重工業富士電機2次機EF64 1017 - 1023川崎重工業東洋電機製造昭和55年度第1次債務EF64 1024 - 1032川崎重工業富士電機3次機EF64 1033 - 1041川崎重工業東洋電機製造未搭載昭和56年度第1次債務EF64 1042 - 1053川崎重工業富士電機
1000番台製造時、川崎重工業兵庫工場での車体製作スケジュールが確保できなかったため交友社『鉄道ファン』1986年12月号連載記事「直流新形電機出生の記録10」pp.98 - 101記事。、同社宇都宮工場（1986年<昭和61年>廃止）で車体製作と塗装を実施し、完成した構体を兵庫工場まで輸送して最終的な艤装作業が実施された。
運用 国鉄時代
1964年（昭和39年）から1965年（昭和40年）にかけて落成した最初の12両は直流電化区間だった奥羽本線板谷峠越え（福島 - 米沢間）のEF16形の置換え用として福島機関区に配置され、試運転を経て1965年（昭和40年）10月からEF16形に代わり本格的な運用を開始、急行「津軽」に代表される客車列車、貨物列車の牽引だけでなく、同区間を通る気動車特急であった「つばさ」・「やまばと」の前補機も務めたが、これらは1968年（昭和43年）の同線交流化に伴い、全機が稲沢第二機関区に転出した『レイル』1983年春の号、プレス・アイゼンバーン、p.68 - 70。
1966年（昭和41年）から製造された0番台増備機は、甲府機関区・長野運転所・篠ノ井機関区・稲沢第二機関区などに配置され、主に中央本線・篠ノ井線で運用された。
上越線への1000番台投入の前には乗務員訓練・営業運転などで、0番台5両が長岡運転所に転出し上野 - 長岡間で急行「能登」や寝台特急「北陸」などを牽引するなど1000番台と共用されたが、計画両数が出揃った後に再び転配された。
1000番台53両は落成時点では全機が長岡運転所に配置され、増備機が落成すると一部は高崎第二機関区（現在の高崎機関区）に転出したが、いずれも上越線で使用された。
1980年（昭和55年）には伯備線電化に備え、0番台の一部が岡山機関区に転出したほか、1987年（昭和62年）には長岡運転所から1000番台も転出した。また1984年（昭和59年）に青梅線・南武線の貨物列車で使用していたED16形の取替えのため0番台・1000番台の一部が八王子機関区（後の八王子総合鉄道部）に転出した。
EF64 582008年（平成20年）3月25日付で廃車。は1978年（昭和53年）10月に長野県で開催されたやまびこ国体、EF64 77は1986年（昭和61年）10月に山梨県で開催されたかいじ国体の際にそれぞれお召し列車を牽引したEF64 77は国鉄最後のお召し列車牽引機となる。。お召し予備機のEF64 62とあわせて供奉車との電話用栓受けが設置されている。塗装はEF64 58は連結器および解放テコ・手すりなどが銀色に装飾されただけなのに対し、EF64 77は車体側面に白線が追加されているが、のちの更新でJR貨物標準色となり、お召し機としての特徴を失っている。
JR発足後 1987年（昭和62年）の国鉄分割民営化ではEF64形は0番台・1000番台とも製造された全機がJRに承継された。貨物列車牽引用に使用されていた車両が多く日本貨物鉄道（JR貨物）に全体の85パーセントに及ぶ113両（0番台68両・1000番台45両）が、東日本旅客鉄道（JR東日本）に14両（0番台6両・1000番台8両）が、東海旅客鉄道（JR東海）に0番台3両が、西日本旅客鉄道（JR西日本）に0番台2両がそれぞれ承継された。 +国鉄分割民営化時点での車両継承表 会社 所属 車両番号総数JR東日本 高崎運転所 EF64 36 - 39・1001 5両14両 北長野運転所 EF64 41・42 2両 長岡運転区 EF64 1029 - 1032・1051 - 1053 7両 JR東海 名古屋車両区 EF64 2・35・66 3両 3両 JR西日本 下関運転所 EF64 1・9 2両 2両JR貨物 高崎機関区 EF64 3・8・1002 - 1028・1033 - 1047 44両113両 塩尻機関区 EF64 10・13 - 26・43 - 55・58 - 64・68 - 70 38両 稲沢機関区 EF64 4 - 7・11・12・27 - 34・56・57・65・67・71 - 79 27両 岡山機関区 EF64 40・1048 - 1050 4両
JR東日本
以前は寝台特急牽引の定期運用があった。運用区間はいずれも上野 - 長岡間で1000番台が充当され、民営化時は「北陸」と「出羽」を担当。1990年（平成2年）9月からは「鳥海」が加わり3往復体制になるが、「出羽」・「鳥海」は1997年（平成9年）3月までに廃止。2009年（平成21年）3月14日からは冬季定時性確保のため、「あけぼの」がEF81形からEF64に変更。さらに翌2010年（平成22年）3月12日の「北陸」廃止までの1年間だけ0番台（EF64 37・38）も運用に投入された。その後、EF64 37・38は高崎車両センターに戻り、1000番台が2014年（平成26年）3月14日の「あけぼの」の廃止まで担当した。2015年（平成27年）には、EF64 1052・1053が長岡車両センターから高崎車両センターに転属、老朽化の進んでいるEF64 38・39を置き換えた。
2014年（平成26年）のあけぼの廃止後は定期仕業が消滅し、専ら自社管内の工事臨時列車や客車臨時列車の他、双頭連結器装備機を中心に配給列車の牽引にも充当されていたが、2020年（令和2年）以降はJR東日本の機関車全廃計画とそれに伴う新型事業用車の登場により廃車が進行し、2026年（令和8年）までに1030を除く全車が除籍された。
高崎車両センター所属のEF64 37・1052は、2021年（令和3年）11月に廃車のためEF81 141の牽引により秋田車両センターへ配給された。37号機の廃車により、0番台は廃区分番台となった。また、1052号機の廃車によりぶどう色が消滅となった。
高崎車両センター（現・ぐんま車両センター）所属機の特筆事項として、高崎地区周辺で運転されるSL列車や客車列車といった臨時列車の牽引にも長年充当されていた。しかし、老朽化によりこれらの運用もGV-E197系200番台へ置き換えられ、残存していた1001・1053の2両のうち、1053が2024年（令和6年）11月9日の快速「ELぐんま4fin」、1001が11月23日の快速「DLぐんま2fin」をもって運用を離脱した。
その後1001は2025年（令和7年）4月9日にDE10 1704を牽引する形で長野総合車両センターへ配給、5月14日には1053も単機で長野総合車両センターへ回送され、ぐんま車両センターからEF64の配置が消滅した。
5月22日には新潟車両センター所属のEF64 1051が廃車のためEF81 134の牽引により秋田総合車両センターへ配給され、JR東日本から双頭連結器を装備しないEF64が消滅した。
11月24日、新潟車両センター所属のEF64 1030とEF81 140のプッシュプルで快速「ありがとうEL号」が運転され、この列車がEF64最後の旅客列車牽引となった。その後、例年運転されていた信越本線及び上越線越後中里以北の架線凍結防止列車も2026年（令和8年）のダイヤ改正をもってE129系に置き換えられ、EF64は全機が運用を離脱した。
最後まで残存した新潟車両センター所属の3両は、3月10日にEF64 1031がDE10 1700の牽引鉄道ホビダス EF64 1031がDE10 1700に引かれ秋田総合車両センターへ廃車回送、3月23日にEF64 1032がDE10 1759の牽引、4月17日にEF64 1030がDE10 1700の牽引で相次いで秋田総合車両センターに配給された。2026年（令和8年）現在、EF64 1030のみ第二種休車の状態で新潟車両センターに在籍している鉄道ファン2026年7月号付録
車両配置表5頁より。
JR東海 ジョイフルトレイン「ユーロライナー」の牽引や工臨に充当された。
民営化時は名古屋南運転区に配置されていたが、のちには静岡車両区に転属した。2005年（平成17年）の「ユーロライナー」消滅後は、もっぱら工臨運用に充当されるケースが多かったが、2008年（平成20年）にレール輸送用キヤ97系が登場。EF64形による工臨運用も置換えられ、2009年（平成21年）1月16日付でEF64 2が廃車されJR東海所有のEF64形は消滅した。
JR西日本 民営化時には下関運転所に配置されていたが、のちに岡山電車区に転属した。
稼動状態にあったのはEF64 9のみで山陽本線・伯備線・山陰本線などで臨時列車や工臨運用のほか、JR貨物岡山機関区の代走運用にも投入された。
2009年（平成21年）までに2両とも廃車となり、JR西日本所有のEF64形は消滅した。
JR貨物
後継形式開発遅れのため、0番台初期機には製造後35年以上の経年機が存在するものの、1000番台とともに2002年（平成14年）まで廃車は発生していなかった。しかし、2003年（平成15年）に後継機であるEH200形が開発されたことから、初の廃車が発生した。