6 квітня 1940 року о 13.15 ПЧ вийшов у перше плавання і 12 квітня о 23.00 прибув до Нарвіку, супроводжуючи допоміжний крейсер «Оріон». При підході у Вестфіорді невдало спробував торпедувати британський міноносець, через що довелось ухилятись від глибинних бомб. Для його ремонту човен відвели до Герьянс-фіорду біля Б'єрквіку, де в час другої фази битви за Нарвік 13 квітня ще не відремонтований ПЧ був атакований Fairey Swordfish з лінійного корабля «Ворспайт». Корпус був пошкоджений кулеметним вогнем і двома 350-фунтовими бомбами, що вибухнули поряд корпусу. Загинуло 8 моряків. ПЧ о 13.45 опустився на дно фіорду на глибині 35 м. 12 морякам вдалось покинути ПЧ відразу, а 27 покинули вже затоплений човен. Їм допомогли гірські стрільці, що були на березі. Екіпаж повернувся до Німеччини, де ними укомплектували U-124. Рештки U-64 підняли у серпні 1957 та утилізували.