Đây là kỳ thế vận hội đầu tiên được phát sóng quốc tế. Đại hội được phát sóng đến Hoa Kỳ thông qua Syncom 3,[12] vệ tinh thông tin địa tĩnh đầu tiên, và đến châu Âu qua Relay 1, một vệ tinh cũ hơn chỉ cho phép truyền 15–20 phút trong mỗi quỹ đạo của nó.[13][14] Tổng thời gian phát sóng các chương trình qua vệ tinh là 5 giờ 41 phút tại Hoa Kỳ, 12 giờ 27 phút tại Canada, và 14 giờ 18 phút tại châu Âu. Hình ảnh nhận qua vệ tinh tại Hoa Kỳ, Canada và 21 quốc gia tại châu Âu.[15]

Cáp thông tin xuyên Thái Bình Dương đầu tiên là TRANSPAC-1 nối từ Nhật Bản đến Hawaii cũng được hoàn thành vào tháng 6 năm 1964 nhằm phục vụ đại hội. Trước đó, hầu hết thông tin từ Nhật Bản đến các quốc gia khác truyền qua sóng ngắn.[15]

Thời gian bắt đầu hoạt động tàu cao tốc Tokaido Shinkansen) giữa ga Tokyo và ga Shin-Ōsaka được lên kế hoạch trùng với Thế vận hội. Các chuyến tàu chạy cố định theo lịch trình bắt đầu vào ngày 1 tháng 10 năm 1964, chỉ 9 ngày trước khi Thế vận hội khai mạc, vận chuyển hành khách đi xa 515 kilômét (320 mi) trong khoảng 4 tiếng, liên kết ba khu vực đô thị chính là Tokyo, Nagoya, và Osaka.

Một số kế hoạch nâng cấp xa lộ và đường sắt đô thị được điều chỉnh để hoàn thành vào dịp đại hội. Trong số 8 tuyến cao tốc chính do chính quyền Tokyo phê duyệt vào năm 1959, tuyến số 1, số 4 và một phần tuyến số 2 và số 3 được hoàn thành để phục vụ đại hội. Hai tuyến tàu điện ngầm có tổng chiều dài 22 kilômét (14 mi) cũng hoàn toàn để phục vụ đại hội, và hạ tầng cảng của Tokyo được mở rộng để phục vụ lưu lượng dự kiến.[16]