Lokomotivy řady 456.0 měly až do roku 1945 přechodnost pouze pro určité tratě a v době svého vzniku byly dokonce nejtěžšími lokomotivami u ČSD. Nemohly proto připadat v úvahu pro dopravu na tratích s traťovým svrškem i spodkem do 14 t hmotnosti na nápravu.

Ve třicátých letech však ČSD připravovaly zavedení rychlíkové dopravy s větší frekvencí právě na takových tratích, protože motorové rychlíky s motorovými vozy řady M 273.0, M 274.0 a M 275.0, které zde jezdily, nestačily krýt požadavky. Navíc šlo o tratě kopcovité, kde mohla vyhovět tehdy jen parní lokomotiva s nižší hmotností na nápravu a s větším výkonem kotle i parního stroje. Po dobrých zkušenostech s lokomotivami řady 456.0 zadaly ČSD výrobu tendrových lokomotiv řady 464.0 opět lokomotivce ČKD, ale současně s ní jednaly i se Škodovými závody o návrhu jiném, takže vznikla soutěž. Nové lokomotivy 464.001 až 03 převzaly ČSD ve dnech 2. 11. až 21. 11. 1933 a výrobce za ně účtoval shodnou cenu jako za lokomotivy řady 456.0, tj. 1,160.000 Kč. Podmínku dodržení hmotnosti 14 t na nápravu u nich ČKD vyřešila jednoduše. V podstatě to byly lokomotivy odpovídající řadě 456.0, ale s uspořádáním dvojkolí 2‘D 2‘ a navíc se sníženým objemem vodojemů i menšími koly běhounů.

Kotel byl shodný v provedení i v parametrech s kotlem lokomotiv řady 456.0, takže měl malotrubnatý přehřívač. Parní stroj byl rovněž shodný jak v rozměrech, tak v provedení i v armatuře. Rozvory mezi dvojkolími a uložení dvojkolí v rámu byly rozdílné. Vpředu by! dvounápravový otočný podvozek s výkyvem na čepu na obě strany ± 65 mm. Zadní podvozek měl shodný rozvor jako podvozek vpředu i shodný oboustranný výkyv na čepu, ale lišil se konstrukčně tím, že měl vně mezi koly jeden brzdový válec na každé straně s dvěma písty a vnitřním obržděním kol. Souprava spřažených dvojkolí byla otočená v pořadí s ponecháním nalisovaných čepů jako u lokomotiv řady 456.0, takže čepy levé strany předbíhaly o 90o před čepy pravé strany. Protikliky však dobíhaly. Hnacím dvojkolím bylo proto druhé spřažené, délka ojnic byla 2850 mm, tj. o 810 mm více než u lokomotiv řady 455.1. Všechna spřažená dvojkolí byla v rámu pevná. U hnacího a druhého spřaženého dvojkolí byly okolky ztenčené o 14 mm.

Lokomotivy měly celkový rozvor 12560 mm a z toho pevný 5160 mm, takže mohly projíždět oblouky o nejmenším poloměru 150 m. Téměř symetrické uspořádání dvojkolí v rámu podle jednotlivých rozvorů a velice zdařilé vyvážení rotujících a oscilujících hmot bylo předností. Přestože lokomotivy měly průměry pístů 600 mm, jezdily velice klidně a dosahovalo se s nimi rychlostí běžně přes 100 km/h.Úprava předních partií včetně stupátek, jakož i prodloužený uhlák nad zadním vodojemem byly stejné jako u řady 456.0. Neměly dvoustupňový sdružený kompresor, ale kompresor D a měly jíž elektrické osvětlení.

Kulisy měly jehlová ložiska.Výsledky prvních zkušebních jízd byly vyhovující, protože lokomotivy vykazovaly indikovaný výkon 1650 koní. Na rovině utáhly vlak o hmotnosti 600 t rychlostí 90km/h, na stoupání 10 ‰ 300 t rychlostí 70 km/h nebo na stoupání 16 ‰ 200 t rychlostí 60km/h. Pro lokomotivu s hmotností 14 t na nápravu to byly výkony dobré. Evropské železniční správy sledovaly rovněž zkoušky s těmito lokomotivami u ČSD a hodnotily jejich výsledky velice kladně. Počínaje lokomotivou 464.004 měly všechny další lokomotivy usměrňovací kouřové plechy a v kotli velkotrubnatý přehřívač páry. Kotel měl tyto parametry: přímá výhřevná plocha 14 m² nepřímá 176,8 m² (114 žárnic, 28 kouřovek) a celková 191,2 m².

Přehřívač páry měl výhřevnou plochu 66,9 m². Uhlák byl zkrácen a vodojemy zvětšeny na 13 m3. Počínaje lokomotivou 464.010 byly předstihové páky nahoře vedeny křižáčkem místo závěsem a od lokomotivy 464.045 byly postranní stěny budky nad poprsnicemi zešikmené. Nejmodernější byly lokomotivy z poslední série 464.068 až 76. Měly u všech běhounů valivá ložiska SKF a místo vyrovnávačů tlaků již šoupátka Trofimov. Vodojemy měly objem 13 m3. Kouřové usměrňovací plechy se u prvních tří lokomotiv upravily dodatečně, takže měly shodný vzhled s ostatními. Hned po dodání přešly první tři do výtopny v Chomutově, odkud vozily spolu s lokomotivou 475.001 ve společném oběhu rychlíky Chomutov - Cheb.

 Jejich provoz se porovnával s uvedenou trojčitou lokomotivou. Provozní zkušenosti s řadou 464.0 byly dobré. Jezdilo se s těmito lokomotivami v mnoha služebnách i na tratích všeho druhu. Hodně jich bylo v českém pohraničí, kde se na podzim roku 1938 musely předat z výtopen Česká Lípa, Chomutov a Cheb k DR. Šlo celkem o 15 lokomotiv, které DR přeznačily na řadu 68. Dalších 6 lokomotiv se mělo předat z Bohumínska, pro něž bylo již připraveno jejich přeznačení. Nakonec je DR pronajaly našim dráhám a během války dokonce i odprodaly.

Po roce 1945, když se vyměňovala měděná topeniště za ocelová, uplatňovalo se všude jednotné dělení trubek a velkotrubnatý přehřívač páry (120 žárnic, 26 kouřovek, celková výhřevná plocha kotle 194 m² a plocha přehřívače 62,1 m²). Dosazovala se šoupátka Trofimov a do roku 1962 na všechny plochá dyšna Giesel, pneumatické odkalovače apod. Poslední z těchto osvědčených lokomotiv dojezdila 464.053 v Klatovech v roce 1981.

464.1

V listopadu a prosinci 1940 vyrobila lokomotivka ČKD 2 lokomotivy, které byly dalším zdokonalením osvědčených lokomotiv řady 464.0. Dostaly označení 464.101 o 02. První z nich měla výrobní číslo 2000, které bylo také z velkých číslic napatronováno pod výrobním znakem ČKD na obou usměrňovacích kouřových plechách. Závod vyrobil 1000. lokomotivu v roce 1924, tedy po dvaceti čtyřech letech (455.110), a dvoutisící již po šestnácti. Kotel měl shodné průměry i délku jako u lokomotiv řady 464.0. Ve skříňovém kotli bylo ocelové topeniště svařované z plechů 10 mm tlustých a s trubkovnicí 15 mm tlustou, vyrobené poprvé u nás z domácího materiálu. Rošt měl plochu menší 3,5 m². Přímou výhřevnou plochu však doplňovaly 3 klenbové trubky průměru 76/70 mm, což bylo novinkou. V ležatém kotli bylo 112 žárnic a 26 kouřovek. Přímá výhřevná plocha byla 13,1 m², nepřímá 171 m² a celková byla 184,1 m².

Tlak páry byl 18 barů. Přehřívač páry byl velkotrubnatý a měl plochu 62,1 m². Rám lokomotiv byl z plechu s postranicemi o tloušťce 28 mm. Vpředu mezi válci byla skříň nahoře upravená jako nosič kotle. Oba otočné podvozky s koly průměru 880 mm byly na čepech oboustranně posuvné± 65 mm a měly u běhounů valivá ložiska SKF. Hnací a spřažená dvojkolí byla v rámu pevná. U dvojkolí H a S2 byly ztenčené okolky o 14 mm, takže lokomotiva projížděla oblouky o nejmenším poloměru 150 m. Další rozdíly byly v parním stroji. Zvětšenému tlaku páry v kotli musely odpovídat menší průměry parních válců a ty byly 550 mm. V šoupátkových komorách měla lokomotiva 464.101 šoupátko Nicolai zatímco lokomotiva 464.102 šoupátka Trofirnov.

Ačkoli jsou šoupátka Nicolai funkčně shodná s německými upravenými, nazývají se německá podle konstruktéra Karla Schulze (mají různé náběhové plochy). Od šoupátka Trofimov se Nicolai liší tím, že mezi pevnými a pohyblivými kotouči mají pružiny. Lokomotivy řady 464.1 neměly pojišťovací záklopky na parních válcích. jinak byl vnější rozvod shodný s řadou 464.0. Za kladné konstrukční novinky lze u nich považovat např. ocelové topeniště z oceli domácí výroby, pneumaticky ovládaná topná dvířka Butterfly, šoupátka Nicolai a zvýšený tlak páry na 18 barů. Do provozu přešly dne 20. 11. o 31. 12. 1940, o to do tehdejší výtopny Praha - Hybernské nádraží (dnes Praha - střed). Výrobce za každou účtoval 1,321.805,05 tehdejších korun. Snad nejslavnější éru ve svém provozu zaznamenaly v Jihlavě na přelomu padesátých a šedesátých let.

Tehdy jezdilo ve společné turnusové skupině 5 lokomotiv — 2x 464.2, 2x 464.1 a lokomotiva 464.074 a vozily kromě jiného i rychlíky přes známý přelom u Rapotic, kde jsou dlouhé sklony 26‰. Podle trakční charakteristiky měly při rychlosti 90 km/h větší výkon o 200 koní než lokomotivy řady 464.0. Vyhovovaly tenkrát velice dobře a byly mezi personálem v oblibě. Později se uplatňovaly na ramenech z Nymburka do Prahy, do Havlíčkova Brodu a také z Hradce Králové do Havlíčkova Brodu, Letohradu i jinam. I když lokomotivy původní konstrukce, řady 464.0, měly dokonale vyvážené rotující a oscilující hmoty, což prospívalo jejich klidným jízdním vlastnostem, bylo na lokomotivách řady 464.1 znát, že mají písty menšího průměru a větší tlak páry v kotli.

Nebyly u nich problémy s poruchovostí tyčových ložisek a ukazovaly na dokonalost konstrukce. V roce 1975 dojezdilo v traťové službě lokomotiva 464.101, rekonstruovaná plochou dyšnou Giesl, a aniž by byla změněna na vytápěcí kotel, vytápěla jako lokomotiva budovy služeben v Havlíčkově Brodě, v Nymburce a ve Všetatech. Po ní následovala v roce lokomotiva 464.102, převedená na vytápěcí kotel K 687 v Letohradě. Zůstalo s původním komínem a po pečlivém zvážení technického stavu obou lokomotiv se rozhodlo uchovat druhou pro sbírky Národního technického muzea v Praze. Od roku 1980 je lokomotiva 464.102 už exponátem.