照相枪里留下的永恒瞬间——被歼-6 打得凌空爆炸的 F-104C
1966 年 5 月，一支 F-104C 分遣队重返越南战场。这一次，第 479 联队全军出动，部署到泰国巫东（音译）基地。他们的主要任务不再是制空作战，而是对地攻击。在旨在诱歼北越战斗机的“大刀行动”中，F-104C 也参与了空战，但没有取得战果，倒是 F-4“鬼怪 II”斩获颇丰。由于 F-104 的固有缺陷（航程短，载弹量小），使得 F-104C 在对地攻击中表现也不甚出色，美国空军决定从 1967 年 7 月开始以 F-4D 取代 F-104C。第 479 联队撤回乔治基地。在越南战场上，F-104C 被歼-6 击落1 架（海南岛那架）， 被地空导弹击落 2 架，被高炮击落 6 架，还有 6 架因非战斗原因损失。
479 联队回国后，即将剩余的 F-104C 转交波多黎各 ANG 第 198 中队，替换该中队早已过时的 F-86。此后，F-104C 一直在该中队服役，直至 1975 年 7 月被 A-7 “海盗II”取代。
F-104D
F-104D（公司设计代号 383-04-06 ）是 C 型的双座教练型，但实际上是由 B 型改进而来。该机共生产了 21 架（生产序号：57-1314～1334），有 3 个批次。和 B 型相比，该机在外观上最大的区别是 D 型的座舱盖在前后舱之间增加了隔框。当然，从 57-1320 号机开始，F-104D 均加装了和C 型机同样的固定式受油管，更加容易识别。
1958 年 11 月至 1959 年 8 月，所有 21 架 F-104D 全部交付第 479 联队。
存放于比马航空博物馆的 F-104D
F-104F
F-104F（公司设计代号 483-04-08） 是专门为原联邦德国空军生产的双座教练机，用于在洛克希德 F-104G 战斗机服役之前培训飞行员。该机由 F-104D 改进而来，换装用于 F-104G 的 J79-GE-11A 发动机，换装马丁·贝克弹射座椅，但机身结构未经加强，也未装备全天候雷达。
F-104F 共生产了 30 架，大部分装备西德空军，还有少量装备西德海军航空兵。1971 年 12 月，该机被 F-104G 真正的双座教练型 TF-104G 取代。
专门为原联邦德国空军生产的 F-104 F，外观与 F-104D 几无差别
F-104F 精致座舱盖，需要的不仅仅是博物馆工作人员的责任，更多的是对航空的热情。联想到国内航空馆内名机的遭遇，笔者不由得一声长叹……
F-104G
1956 年，洛克希德开始研制一种新的“星”式战斗机，公司设计代号 683-10-19， 非正式代号 F-104-7，当时被称作“超星”。这是一种主要用于攻击和侦察的机型。在当时，洛克希德就意识到，美国空军已经不可能再采购 F-104，所以计划伊始就组织了强大的推销团，大力开展促销活动。恰好此时大多数西欧国家装备的第一代喷气式战斗机开始逐渐过时。他们迫切需要一种现代化的标准战斗轰炸机，作为空军下一代主力机型。西德空军则是其中最大的客户。他们的 F-84 和 F-86 已经不足以对抗来自华约的威胁，需要多达 1,000 架现代化战斗机来替换这些老飞机。面对这一块大蛋糕，各大飞机制造公司都纷纷推出自己的竞争机型。洛克希德提出的方案，正是 F-104-7。后来，该机更名为 F-104G。
F-104G 的设计初衷是作为一种高性能的全天候多用途战斗轰炸机，这和当初 F-104A 的“纯”昼间点防御战斗机已经完全不同了。该机换装了 J79-GE-11A 发动机，加强了机体结构。加装、换装了大量先进的电子设备，包括自动驾驶仪、武器投射计算机、红外夜视仪、新型无线电系统和敌我识别系统，以及 F15A-41B 多功能火控雷达，使得该机具备了超低空高速飞行能力、精确导航和武器投射能力以及全天候作战能力，性能全面提高。弹射座椅更换为马丁·贝克的 MK.GQ7(F) 。
荷兰皇家空军的 F-104G。在巨大的空防压力下，荷兰空军不得不咬牙买下昂贵的 F-104， 而不是更加廉价的 F-5
1960 年 9 月 1 日，F-104G 原型机首次试飞成功。该机其实是由第 15 批次的一架 F-104A（56-0770） 改装而成。垂尾面积加大（和 B/D 型相当）， 以提供更好的航向稳定性，这个设计后来成为 F-104G 的标准设计。由于是改装机，机体结构并未按照 F-104G 的标准进行加强，很多电子设备也未能装机。直到 10 月 5 日，第一架预生产型 F-104G 才试飞成功。1961 年 5 月，F-104G 获准批量生产。
为了满足要求，除了洛克希德自己生产了少数 F-104G 外，大部分由欧洲 4 个生产集团根据许可证生产，包括南方集团、西方集团、北方集团和意大利集团。
1973 年，F-104G 停产，共计生产 1,127 架，先后装备西德、希腊、挪威、土耳其、台湾、比利时、荷兰、意大利、丹麦、西班牙等国家和地区。
TF-104G
TF-104G 是 F-104G 的双座教练型，洛克希德设计代 号583-10-20 。外观和 F-104D 类似，但取消了机身中线挂点，同时装备了 F15A-41B 多功能火控雷达。
该机全部由洛克希德制造，产量共计 220 架，先后交付德国、荷兰、比利时、意大利和台湾。
除了担负教练任务外，还有部分 TF-104G 被改装用于战术侦察，这些飞机也被称为 RTF-104G。
意大利空军装备的 TF-104G。他们装备的 F-104S 没有教练型，因此该型机的训练需要依靠 TF-104G
RF-104G
RF-104G 是 F-104G 的战术侦察型，洛克希德设计代号 682-04-10 。该机拆除了 M61A1 航炮， 并在腹部加装航空侦察相机。大部分 RF-104G 采用内置的 3 台 KS-67A 相机，，为此腹部增加了一个整流罩。但荷兰空军的 RF-104G 则采用侦察吊舱，在外观上和 F-104G 并无多大差别。