T-64在当时是一款革命性的坦克，它的总体布置、自动装弹机、传动装置、车体和炮塔等成为后面T-72坦克、T-80坦克和T-84坦克的设计基础。外形上T-64非常紧凑，一些超过西方竞争对手15年的装备和功能集成在38吨的小型底盘上，而自动装弹结构让坦克组成员减少到3人。
到1987年，即开始大规模生产的近25年后，大约有13000辆坦克在苏联军队中服役。苏联解体后，乌克兰军队继承了2100辆T-64，以及大约1000辆T-72和300辆T-80坦克，此外还有大约3000辆较旧的T-55和T-62坦克。
目前，乌克兰是唯一拥有大量T-64坦克的国家，另外，乌兹别克斯坦和刚果民主共和国等也装备有。
像T-80一样，T-64坦克在苏联时代从未出口过，只保留给该国的军队，主要部署于苏联欧洲边界附近的苏军一级坦克师、坦克独立团，驻扎在莫斯科附近的近卫师，以及驻扎在匈牙利和东德的部队，一度成为西方的噩梦。
不过值得注意的是，由于维护成本高，加上T-64的使用效率不如T-72坦克等继任者，乌克兰，乌兹别克斯坦等苏联继任国陆续将其边缘化。
但随着经济实力的和军事力量的下降，乌克兰无法集中精力生产T-80，最终被迫继续使用T-64坦克并对其展开升级以获得性价比高的解决方案。
如今T-64依然占据了乌克兰坦克数量的大部分，估计为1320辆。其中大约100架T-64BM，它们配备有额外的爆炸反应装甲，在电子设备上获得了T-84M“堡垒”的全套火控系统，安装有数字化弹道计算机、制导遥控部件、卫星导航系统和热成像仪，标配双向稳定器，具备行进间射击能力。此外，该坦克还配有激光告警系统，可对来袭的导弹做出释放烟幕弹的防御行为。
不过，虽然还配备了改进性的5TDFM型柴油发动机，但是由于附加装甲的重量增加，使得T-64BM坦克的行驶速度变慢且难以控制，这也是无法弥补两个缺点。
专家表示虽然升级提高了生存能力，但T-64系列在乌克兰东部的冲突中还是遭受到重大损失，因为它们无法应付亲俄武装人员所使用的现代反坦克武器。