توسعه در سال 1993 با مشارکت Silicon Graphics و با استفاده از نام رمز Project Reality و سپس یک مدل آزمایشی و پلتفرم آرکید به نام Ultra 64 آغاز شد. نام طراحی نهایی از CPU 64 بیتی آن گرفته شد که به قابلیت های سه بعدی کنسول کمک کرد. طراحی آن عمدتاً تا اواسط سال 1995 تکمیل شد و عرضه آن تا سال 1996 برای تکمیل بازی های Super Mario 64، Pilotwings 64 و Saikyō Habu Shōgi (انحصاری ژاپن) به تعویق افتاد. کنسول خاکستری زغالی با مجموعه ای از انواع رنگ دنبال شد. برخی از بازی‌ها برای افزایش گرافیک و عملکرد، به لوازم جانبی Expansion Pak برای افزایش رم سیستم از 4 مگابایت به 8 مگابایت نیاز دارند. این کنسول عمدتاً از حافظه ذخیره‌شده بازی یا کارتریج‌های داخلی یا لوازم جانبی Controller Pak پشتیبانی می‌کند. درایو جانبی 64DD میزبان بازی‌های انحصاری و محتوای توسعه‌دهنده برای کارتریج‌ها، با بسیاری از لوازم جانبی دیگر به‌علاوه سرویس اینترنت منقرض ‌شده Randnet است، اما این یک شکست تجاری بود و فقط در ژاپن منتشر شد.