Für Kilius und Bäumler war der Winter 1964 die letzte Saison ihrer Wettkampfkarriere, deren Höhepunkt die Olympischen Winterspiele von Innsbruck bildeten. Das deutsche Paar galt als erster Sieganwärter, wurde von der Mehrheit der Kampfrichter aber hinter Beloussowa und Protopopow gesetzt und gewann die Silbermedaille. Im Gegensatz zu der vor allem für ihren künstlerischen Ausdruck gelobten Kür der russischen Läufer galt Kilius/Bäumlers Präsentation als „sportlich hochwertig[…]“, aber zugleich als „etwas verhalten und auf Sicherheit“ bedacht. Einen Monat nach den Olympischen Spielen traten Kilius und Bäumler letztmals zu Weltmeisterschaften an. In Dortmund verteidigten sie ihren 1963 errungenen Titel mit einer Kür, die sich teilweise an dem olympischen Auftritt Beloussowas und Protopopows orientierte. Die Jury-Entscheidung fiel in Dortmund ebenso knapp aus wie in Innsbruck: Während sich bei Olympia fünf der neun Kampfrichter für die Russen entschieden hatten, setzten sich bei der WM Kilius und Bäumler mit 5:4 Stimmen durch.