Основное вооружение танка Т-64 составляла 115-мм гладкоствольная пушка Д-68 (2А21), оснащенная гидроэлектромеханическим механизмом заряжания. Ёмкость механизированной укладки, выполненной в виде конвейера со складывающимися Lобразными лотками, составляла 30 артиллерийских выстрелов. Остальные 10 выстрелов размещались в баке-стеллаже в немеханизированной укладке и предназначались для быстрого пополнения конвейера. С пушкой был спарен 7,62-мм пулемёт ПКТ с боекомплектом в 2000 патронов.
Пушка и спаренный пулемёт были стабилизированы в двух плоскостях благодаря применению электрогидравлического стабилизатора танкового вооружения 2Э18 “Сирень”.
Для наведения пушки и спаренного с ней пулемёта применялся дневной прицел-дальномер ТПД-43Б и ночной прицел ТПН-1-432. Головка ночного прицела не имела бронировки и в дневное время снималась и укладывалась в башне за сидением наводчика. Выходное окно прицела при этом закрывалось броневой крышкой, которая в боевом положении закреплялась на крыше башни. Осветитель Л-2АГ ночного прицела и ОУ-3ГК прибора наблюдения командира танка ТКН-3 устанавливались на задней стенке башни и закрывались чехлами. По-боевому Л-2АГ устанавливался слева от пушки, а ОУ-3ГК на командирской башенке.
На Объекте 432 устанавливался форсированный до 700 л.с. дизель 5ТДФ, оснащенный новой, усовершенствованной по сравнению с объектом 430, эжекционной системой охлаждения.
Двигатель 5ТДФ представляет собой двухтактный турбопоршневый дизель жидкостного охлаждения с непосредственным смесеобразованием и прямоточной двухпоршневой продувкой. Цилиндры располагались горизонтально, в каждом цилиндре по два поршня. Наряду с поршневой частью имеются два соединенных между собой лопаточных агрегата – нагнетатель и газовая турбина.
Двигатель был чрезвычайно мал и легок, но требовал тщательного технического обслуживания и качественных ГСМ. Кроме того, дизель был высокооборотистым и работал в очень теплонагруженном режиме, что требовало при его запуске постоянно пользоваться котлом подогревателя при температуре окружающего воздуха от +10 градусов и ниже.
В трансмиссии были использованы две семиступенчатые планетарные коробки передач, объединенные в один узел с планетарными бортовыми передачами, и системой гидросервоуправления, заменявшей девять узлов трансмиссии танка Т-55 (входной редуктор “гитару”, главный фрикцион, коробку передач, два планетарных механизма поворота, два тормоза и два бортовых редуктора). Трансмиссия танка получилась очень компактной и легкой, на 750 кг легче, чем у Т-55 и состояла из 150 механообработанных деталей вместо 500.
Планетарные коробки передач – механические планетарные, обеспечивают семь передач переднего хода и одну заднего. Они предназначены для изменения скорости движения и тяговых усилий на ведущих колесах, поворота и торможения танка, отключения двигателя от ведущих колес. ПКП на различных передачах характеризуется следующими передаточными числами: I – 8.173; II – 4.4; III – 3.485; IV – 2.787; V – 2.027; VI – 1.467; VII – 1; ЗХ – 14.35 (не надо путать "ЗХ" с секретной передачей "три икс", это – "задний ход").
Каждая ПКП состоит из четырех планетарных рядов и шести фрикционных устройств (четыре тормоза и два фрикциона). Включение каждой передачи обеспечивается включением двух фрикционных устройств. Включение фрикционных устройств производится путем подачи масла под давлением в бустеры фрикционных устройств из механизмов распределения системы гидроуправления и смазки. Фрикционные устройства обладают высокой износостойкостью за счет применения дисков с трением метал по металокерамике в масле.
Обеспечение движения в повороте осуществляется за счет постепенного уменьшения давления в бустерах включенных фрикционных устройств ПКП отстающего борта, при этом радиус поворота кинематически неопределен и зависит от внешних условий движения.
После полного выключения фрикционных устройств, включаются фрикционные устройства, обеспечивающие на отстающем борту включение передачи на ступень ниже, при этом осуществляется поворот с расчетным (фиксированным) радиусом. Расчетные радиусы для различных передач имеют следующие значения: I – 1.365 м; II – 4.535 м; III – 11.735 м; IV – 12.395 м; V – 8.575 м; VI – 8.525 м; VII – 7.205 м; ЗХ – 1.365 м.
