日本防卫厅技术研究本部于1957年开始进行新枪的研製。研製的基本方针是，新枪要兼备 m1的半自动功能和班用支援武器的全自动功能。就在这时，美国的M14定型并装备部队。M14兼有半自动、全自动射击能力，符合防卫厅的需求，于是自卫队採用并仿製，仿製时改称“试R2”。当“试R2”在连发命中精度上存在问题，后来仿AR-10的“试R3”也存在一些问题。几经周折之后，防卫厅决定执行研製国产枪，有防卫厅技术研究本部于丰和机械有限公司合作。1964年，新枪研製成功，命名为64式7.62毫米自动步枪，并作为自卫队制式步枪。64式步枪主要装备日本自卫队和日本海上保全厅。虽然从1989年开始，一线部队中的64式步枪开始被89式步枪取代，但由于预算有限，64式步枪仍然在一些二线后备部队中保留使用。64式是日本第一支国产自动步枪。该前装备部队后，深受士兵欢迎，成为自卫队的主要武器之一。1990年，丰和公司为了集中生产线生产新枪89式，停止生产64 式。然而，64式至今依然装备自卫队。

日本64式步枪

64式所使用的弹药，其外形和NATO的7.62mmX51子弹相同，但是实际的火药含量并不像7.62mmX51子弹那幺多，可以说是一种经过减量的7.62mmX51子弹。64式是利用瓦斯气压来作为传动机制，在瓦斯击发系统方面亦有调节器，可以调整至使用正常的 NATO弹药，亦能发射榴弹。在闭锁系统方面则是採用倾斜式枪机闭锁系统。此外，64式配备了直动式击鎚系统，不论是在半自动射击或是全自动射击模式之下，都具有相当高的命中率。相反的，在分解64式之后，想要重新组合併不容易，而且据说脚架及护木的耐用程度也颇值得怀疑。64式步枪配用的减装药弹尺寸规格和北约标準弹完全相同，所用的弹头也是和美军的M80普通弹、M62曳光弹等完全一致，仅仅是减少了约10%的发射药，此举可降低后坐力和减少枪口上跳程度。由于发射减装药弹，且射速低，加上枪口制退器的缘故，使得这种7.62 NATO口径步枪在全自动射击很好操控。64式步枪也可以正常发射全装药的北约标準弹，但会大幅度加快枪的磨损。在发射全装药弹时，必须调节气体调节器旋钮以减小火药气体量和施加于活塞头的压力。

此外，对于64式上的準星及照门要採用可摺叠式的设计，这个问题的意见也是两极化，有些人认为射击时的反冲可能会将準星震倒，使得瞄準点产生偏差，因此反对摺叠式的设计。

64式的各方面性能都优于M14步枪。据说64式步枪在测试靶场内的精度表现优于美制M14，但部队实际使用时反映其精度时好时坏，非常不稳定，而且由于结构複杂，故障率比较高，可靠性令人怀疑。首先，64式自动步枪採用的是手枪式握把和直线型枪托，与採用弯曲的木製枪托的M14相比，连发时的后坐力小，命中精度也相当出色。该枪採用了左右两侧分别加工3个孔的特殊消焰器，单发射击精度极好。由于理论射速较低，只有500发/分钟，连发射击时命中机率也很高。再者，枪管寿命高达37000发，这在步枪中是少有的。

日本64式步枪

其次，64式步枪与M14步枪一样採用7.62毫米口径，重量为约4.4千克，比M14的4.05千克略微重一些，但全长只有99厘米(M14为112厘米)，非常适合日本人的体形。不过刺刀长度却达254毫米，比美国现装备的M16步枪刺刀长75毫米。

此外，64式步枪使用7.62毫米北约枪弹的减装药弹(将火药量减少到90%)。标準型7.62毫米北约枪弹是为了保持弹头威力，取消了弹头和发射火药之间的2-3毫米的空隙。这种做法使7.62毫米北约枪弹成为性能不稳定的枪弹。日本方面则通过减少火药量的方法，排除了枪弹本身存在的缺陷对枪体性能的影响。

64式步枪的特徵还有：採用枪机偏转式闭锁方式；以提高命中精度为目的，组合摺叠式两脚架；在枪机框上方设定枪机，使发射时的后坐力直线作用，减少横向震动。

64式步枪是一种导气式操作原理的自动步枪，导气装置和枪机系统可能是受比利时FN FAL或前苏联托卡列夫SVT-40步枪的启发。在枪管上方有一个短行程导气活塞，并装有3位置的气体调节器。闭锁方式为枪机偏转式，和FAL/SVT一样，枪机的闭锁支承面抵在机匣的闭锁支承面上时实现闭锁。拉机柄位于机框右侧，从机匣上方伸出，因此左右手均可操作。

该枪可选择单发或连发射击，保险/快慢机柄位于机匣右侧、扳机护圈上方。击发机构内设计有专门的减速机构，使全自动时的理论射速降到每分钟约450～500发。枪口安装有一个高效枪口制退器，同时也是枪榴弹发射器。

护木上有散热孔，前端下方装有轻型的摺叠式两脚架。枪托为实木，有钢製的托底板铰接在枪托上，在利用两脚架进行有依託射击时，可把托底板向上打开形成支肩板，提供更稳定的据枪姿势。

机械瞄具由片状準星和觇孔式照门构成，照门的射程装定可在200～400米範围内调整。照门和準星均可摺叠，在武器携行时向下放倒避免钩挂杂物，射击时再竖起来。

64式步枪配用的减装药弹尺寸规格和北约标準弹完全相同，所用的弹头也是和美军的M80普通弹、M62曳光弹等完全一致，仅仅是减少了约10%的发射药，此举可降低后坐力和减少枪口上跳程度。由于发射减装药弹，且射速低，加上枪口制退器的缘故，使得这种7.62 NATO口径步枪在全自动射击很好操控。64式步枪也可以正常发射全装药的北约标準弹，但会大幅度加快枪的磨损。在发射全装药弹时，必须调节气体调节器旋钮以减小火药气体量和施加于活塞头的压力。

该枪的枪身较短，不足1米，但配用的刺刀比较长，达254mm，大概是日本人对白刃战重视的结果。

64式步枪可加装光学瞄準镜成为狙击步枪，不过配用的瞄準镜只有2.2倍，这还是从美国M1C/D狙击步枪的M84瞄準镜发展而来，由尼康生产，虽然瞄準镜的射程调节可达800米，但实际上这幺小倍率的瞄準镜，在500米以外就已经很难看清楚目标了。瞄準镜使用简单的“T”形分划，没有分划照明功能，因此在夜间难以使用。另外瞄準镜座的设计也不好，只有一个固定螺丝，瞄準镜极易移位。再加上日本自卫队的狙击步枪与瞄準镜集中使用，狙击手没有个人专属的步枪、瞄準镜，使得狙击手无法控制瞄準镜保持于归零状态。在89式步枪刚取代64式步枪的时候，有部分安装瞄準镜的64式狙击型还保留在一线部队中使用。但陆上自卫队从2002年开始换装美国的M24 SWS，这些64式狙击型也逐步淘汰出一线部队。SAT特警队成立初期也曾短暂装备过64式的狙击型，但后来也被M24 SWS所取代。

日本64式步枪

口径：7.62mm

全枪长：990mm

枪管长：450mm

瞄準基线长：506mm

全枪质量：4.4kg

膛线：4条、右旋，导程254mm

扳机力：26.5n~42.1n

弹匣容量：20发

初速：700m/s减装药，800m/s全装药

理论射速：500发/分

有效射程：400m

瞄準装置：摺叠式片状準星

使用枪弹：7.62x51mm

刺刀长：410mm