C’est à partir des prototypes SD.II et SD.III que Walter Rethel(en) réalisa à la demande du Reichswehrministerium ce biplan monoplace de chasse destiné à succéder aux Fokker D.XIII du centre clandestin de Lipetsk. Il s’agissait d’un classique biplan à ailes inégales décalées de construction mixte, la voilure ayant une structure en bois et le fuselage une structure tubulaire métallique, le tout entoilé. Le train d’atterrissage était fixe, à essieu brisé.
Arado Ar 64a : Premier prototype, équipé d’un moteur Bristol Jupiter VI à prise directe de 530 ch produit sous licence par Siemens Halske et entraînant une petite hélice quadripale en bois.
Arado Ar 64b : Les deux prototypes suivants, testés à Lipetsk en 1931, reçurent un moteur 12 cylindres en V BMW VI 6,3 de 640 ch et servirent à la définition du chasseur Ar 65.
Arado Ar 64c : Dernier prototype, apparu en 1931, qui se distinguait du premier par une structure renforcés et une hélice quadripale de grand diamètre.
Arado Ar 64D : Version de série à moteur Jupiter VI, identifiable à une dérive agrandie, un train d’atterrissage modifié et une hélice bipale. L’armement comportait en théorie 2 mitrailleuses de capot de 7,9 mm mais il est peu probable qu’il ait été monté sur les 19 appareils pris en compte par le DVS à Schleissheim en 1934/1935 et utilisés comme avions d’entraînement avancé des pilotes civils et militaires.
Arado Ar 64E : Dernière version, équipée d'un moteur Jupiter VI à réducteur. Utilisé par les Jagdstaffeln des FliegergruppeDöberitz et Damm, en dotation mixte avec des Ar 65.
Allemagne : 30 Ar 64 furent commandés par la Luftwaffe clandestine entre 1931 et 1934, dont 12 à produire par Focke-Wulf. 6 Ar 64D et 5 Ar 64E étaient en compte au . Les derniers exemplaires furent livrés courant 1934 et, malgré l’arrivée de l’Ar 65, destiné à lui succéder, 21 Ar 64 restaient en service le .
Union soviétique : Les premiers Ar 64 avaient été utilisés durant une courte période à Lipetsk et les Russes se firent prêter pour essais un Ar 64 équipé d’un moteur Rolls-Royce avant de commander 24 appareils à livrer début 1933, mais en ils n’avaient reçu que 19 avions.
William Green et Gordon Swanborough (trad. Mira et Alain Bories), Le grand livre des chasseurs : l'encyclopédie illustrée de tous les avions de chasse et tous les détails de leur fabrication [« The complete book of fighters »], Paris, CELIV, , 608 p. (ISBN978-2-86535-302-6, OCLC319871907).