Míg a 63-as esztendőben Clark sikerei miatt sokan egyhangúnak vélték az F1-et, a 64-es év sok izgalommal szolgált a sport rajongói körében. Jim Clark, Graham Hill és John Surtees között szoros küzdelem alakult ki a világbajnoki cím megszerzéséért.

Az évad első megmérettetésén Graham Hill nagyon jól kapta el a rajtot, s nyerte meg a versenyt, míg Clark komoly problémák ellenére negyedik lett. Az előző év világbajnoka Zandvoortban és Indianapolisban is nagy tehetségéről tett tanúbizonyságot. Az Indianapolisi 500 mérföldes megmérettetést beárnyékolta Dave McDonald és Eddie Sachs halála. A bekövetkezett tömegkarambolt követően a versenyt újraindították, így Jim Clark került a mezőny élére. A skót pilóta kétszáz kilométeres óránkénti sebességgel haladt, amikor az egyik abroncsa meghibásodott, aminek következtében az autó irányíthatatlanná vált. Hatalmas szerencséje volt, ugyanis az autó nem csapódott neki semminek.

A Belga Nagydíjon Clark Dan Gurney balszerencséjéből profitált, akinek autójából vezető pozícióban fogyott ki az üzemanyag. Gurney a boxba hajtott, hogy megtankolják autóját, azonban a Brabham alakulata nem rendelkezett benzinnel, így a kétségbeesett versenyző tankolás nélkül hajtott vissza a pályára, autója azonban az utolsó körben megállt. Ekkor Graham Hill állt a mezőny élén, akinek szintén elfogyott az üzemagyagja, így Bruce McLaren vette át a vezetést. A második helyezett Bruce McLaren szintén üzemanyag-problémákkal küszködött, míg a győztes Jim Clark Lotusa a levezetőkörben szintén megadta magát.

A következő állomás Rouen volt, ahol Jim Clark vezető pozícióból kényszerült feladni a küzdelmet, így a győzelmet Dan Gurney szerezte meg a Brabham volánjánál. Brands Hatch-ben ismét Clarké volt a főszerep, ahol az első rajtkockából indulva rajt-cél győzelmet szerzett. Az 1962-es esztendő világbajnoka, Graham Hill az egész megmérettetés során támadta Clarkot, a verseny végén csupán 2,8 másodperccel volt lemaradva tőle. A harmadik helyezett, John Surtees közel nyolcvan másodperccel később haladt át a célvonalon a Ferrari 158 volánjánál.

Mivel az 1964-es esztendőben tíz futam tartozott a világbajnoksághoz, és öt futamot követően Clark 30 ponttal rendelkezett, és csak a legjobb hat eredményt vették figyelembe, jó esélyei voltak arra, hogy világbajnok legyen.

Az augusztus 2-án megrendezésre került Német Nagydíjon John Surtees győzedelmeskedett a Ferrari volánja mögött. Ezen a versenyen mutatkozott be a Honda új Formula-1-es versenyautója is, amelynek teljesítménye 225 lóerő volt. Ronnie Bucknum a huszonkettedik rajtpozícióra kvalifikálta magát, majd a verseny során 160 kilométeres óránkénti sebességgel súlyos balesetet szenvedett, azonban nem szerzett komoly sérüléseket. A harminc esztendős Carel Godin de Beaufort nem volt ilyen szerencsés, aki néhány nappal korábban súlyos balesetet szenvedett a Porsche volánjánál, majd a versenyt követő hétfőn belehalt sérüléseibe.

Három héttel később Ausztriában rendezett futamon sorakoztak fel a versenyzők, ahol a Ferrari egy újabb győzelemmel lett gazdagabb Lorenzo Bandini révén. Ezen a megmérettetésen állt először rajthoz egy fiatal 22 esztendős versenyző is, Jochen Rindt. Rindt alig múlt el egy esztendős, amikor egy bombázás során elvesztette szüleit, majd nagynénje vette gondozásába, aki Graz-ban lakott.

Monzában újból a Ferrari játszotta a főszerepet, ahol ismét Surtees állhatott fel a dobogó legmagasabb fokára, McLaren és Bandini mellé. Már csak két futam volt hátra, amikor Hill 32 ponttal vezette a világbajnoki tabellát, míg Clark 30, Surtees 28 ponttal rendelkezett.

Enzo Ferrarinak komoly nézeteltérései adódtak az Olasz Automobil Klubbal, és kijelentette, hogy csapata soha többet nem fog Olaszországban rajthoz állni, és soha többet nem versenyeznek piros színre festett autóval. Így történt, hogy a Watkins Glennben megrendezésre került futamon kék-fehér színű versenyautóval álltak rajthoz a Ferrari pilótái. A győzelmet Graham Hill szerezte meg, Surteest és Siffertet megelőzően. Jim Clark vezető pozícióból kényszerült feladnia küzdelmet.

Az évadzáró futamra Mexikóban került sor, melyet nagy számolások előztek meg. Hill 39 ponttal rendelkezett (eredetileg 41-et gyűjtött, azonban az akkori pontszerre vonatkozó szabályok miatt csak 39 szerepelt a neve mellett), Surtees 34, míg Clark 30 világbajnoki pontot tudhatott a magáénak. A verseny rajtját követően Clark átvette a vezetést, mialatt Hill és Surtees a tizedik, illetve a tizenharmadik pozícióra estek vissza. Hillnek sikerült előrejönnie a harmadik helyre, ami számára elegendő lett volna a világbajnoki cím megszerzésére, azonban Bandini és Surtees egyre közelebb került hozzá. A pálya egyik lassabb szakaszán Bandini elvétette a féktávot és nekiütközött Hill BRM-jének. Hill ennek következtében kiállni kényszerült a boxba, hogy a szerelők orvosolják az okozott kárt. Hill megértőnek mutatkozott Bandinivel szemben. "Számomra egyértelmű, hogy kétségbeesetten próbált megelőzni engem, ami nem egészen úgy sikerült, ahogyan tervezte. Ez van, az én pechem."

Clark húsz másodperces előnnyel állt a mezőny élén Gurney előtt, akit negyven másodperces hátránnyal követett Bandini. Jim Clark autója körről-körre lassabb lett. Az utolsó körben járt a verseny, amikor Gurney megelőzte őt, majd nem sokkal később Clarknak fel kellett adnia a küzdelmet. Ezzel Hill világbajnoki címe már szinte biztosnak tűnt, majd váratlan fordulatot vettek az események. Lorenzo Bandini elengedte Surteest, akinek második helye elegendő volt a világbajnoki cím megszerzésére. John Surtees így mind kétkeréken, s mind négykeréken világbajnok lett.