4S武器系统项目正式展开，并名为F-104S-ASA，目的是延长F-104S的服役寿命。主要换上飞雅特R-21G/M1火控雷达，搜索距离增加到至35公里，并换装了新型的射控电脑、飞控电脑、电战设备及操纵面伺服机构。武器外挂架改为可以装载“阿斯派德”1A导弹，并加装M61A1机炮。1988年起，F-104S-ASA开始服役，共150架。
F-104 ASA-M.F-104 ASA-M是F-104S-ASA的空优增强型，由于当时欧洲四国（德国、西班牙、义大利、英国）联合开发EF-