1964년 F1 그랑프리에서는 역사적인 기록이 세워졌다. 존 서티스가 모터사이클과 F1 세계 타이틀을 동시에 거머쥔 것이다. 페라리 경주차를 몰고 나온 서티스는 스릴 넘치는 최종전에서 그레이엄 힐과 짐 클라크를 제치고 시리즈 정상에 올랐다. 로터스를 63년 컨스트럭터 왕좌에 앉힌 짐 클라크는 64년 잦은 중도탈락에 걸려 3위로 굴렀다. 그러나 다시 일어선 그는 65년 그랑프리 타이틀과 인디500 승리를 로터스에 바쳤다.

페라리는 기대에 찬 1964년을 맞았다. 신형 V8 엔진이 63년 이태리 몬자에서 가능성을 보여준 섀시와 짝을 지었기 때문. 존 서티스가 그대로 눌러앉아 로렌조 반디니를 거느리고 팀을 이끌었다. 로터스는 짐 클라크에게 신형 로터스33을 제공했다. 피터 어런델이 제2 드라이버로 팀에 가담했다. 그레이엄 힐과 긴더는 개량형 경주차를 몰고 BRM팀을 지켰다. 쿠퍼는 F3 섀시를 패널로 용접해 새로운 모노코크 기술을 따라잡으려고 애썼다.

클라크는 모나코에서 선두를 잡아 힘차게 출발했지만 뒤쪽 롤바가 부서져 피트에 들어갔다. 힐과 긴더가 다시 한번 BRM에 완투승을 안겼다. 종반에 엔진이 고장나 클라크는 팀동료 어런델에게 3위를 빼앗겼다. 클라크는 네덜란드 잔드보르트 그랑프리에서 압승을 거둬 멋지게 보복했다. 한편 서티스는 신참 어런델을 따돌리고 2위를 지켜 타이틀을 노리는 페라리의 야망에 불을 당겼다.

시즌 초반 브라밤은 부진했지만 벨기에 스파프랑코샹에서는 거니가 낙승하는 듯 했다. 그러나 2주를 남기고 연료가 떨어지는 비운을 맞았다. 그 뒤 웃지 못할 희극이 서킷에서 벌어졌다. 힐이 선두를 물려받았으나 연료펌프 고장으로 탈락하고, 선두에 나선 맥라렌마저 연료가 떨어졌다. 피트인을 일찍 마친 클라크가 얼떨결에 승리를 안았고, 맥라렌은 간신히 피니시라인을 통과해 2위를 잡았다.

루앙에서는 반격에 성공한 거니가 브라밤에 멋진 첫 승리를 안겼다. 그레이엄 힐이 브라밤을 따돌리고 3위를 차지했다, 64년 영국 그랑프리는 사상 처음으로 브랜즈해치 서킷에서 개최되었다. 클라크는 홈그라운드 승리의 전통을 깨뜨리지 않았다. 힐이 2위였고, 서티스는 두 경기 연속 탈락 끝에 3위를 잡아 회생의 기쁨을 맛보았다. 그 뒤 서티스는 시즌 타이틀을 향해 상승세를 타기 시작했다. 뉘르부르크링에서 힐과 반디나를 꺾고 표창대 정상에 올랐다.

사상 최초의 오스트리아 그랑프리는 젤트베크에서 열렸다. 고장 난 경주차가 줄을 이은 레이스에서 힐, 서티스, 클라크, 맥라렌과 거니가 탈락의 재단에 올랐다. 운 좋게 살아남은 반디니가 거니를 누르고 행운의 그랑프리 첫승을 거뒀다. 요헨 린트가 오스트리아에서 브라밤-BRM을 몰고 조용히 데뷔했다.

페라리는 본바닥 이태리 몬자에서도 승리를 잡았다. 서티스가 시즌 2승. 앞차의 슬립스트림을 타는 전형적인 밀착공격이 벌어져 스탠드를 달구었다. 클라크와 거니가 탈락한 뒤 맥라렌과 반디니가 서티스와 함께 표창대에 우뚝 섰다. 힐은 이태리에서 클러치가 부서져 도중하차했다. 그러나 와킨스글렌에서 우승해 타이틀 도전의 길을 열어놓았다. 이때 클라크는 다시 엔진고장으로 무릎을 꿇었다.

멕시코시티에서 열린 시즌 최종전에서 드라이버 3명이 타이틀 쟁탈전을 벌였다. 힐이 39점으로 선두. 서티스는 34점이었고, 클라크는 30점이었다. 레이스가 시작된 뒤 힐이 일찌감치 득점권에서 사라졌다. 그때부터 클라크가 선두를 질주했지만 마지막 2주를 남기고 엔진고장으로 탈락, 반격전에 나선 서티스는 팀동료 반디나를 꺾지 못하고 2위에 그쳤다. 그러나 랭킹 1위 힐을 뒤집고 타이틀을 잡기에는 충분한 점수였다.