电系统改为由SC14型晶闸管逆变器供电。此外，1000番台机车还采用了经过改良的MT52B型牵引电动机、PS22B型受电弓（1017号机车开始改用PS22C型），以及无摇枕结构的DT138A、DT139A型转向架。原则上基本番台和1000番台机车是可以重联运转，但部分制动功能会受到一定限制，因此除了短期试验外并不会使这两种机车重联运用。
运用历史.
国铁时代.1964年至1965年间，最初落成的首批12台EF64型电力机车配属福岛机关区，投入到奥羽本线福岛至米