希德下达了一份56架的订单。当年12月26日，美国空军又追加订购21架F-104C，令订购数量增加到77架。美国空军曾在越战中短时间使用过F-104C型战机，但因未达到预期的护航效果，不久就退出越南战场。并曾经因迷航而于1965年9月20日，在中国大陆海南省邻近海域上空，被中共歼六战机击坠一架F-104C（56-883号机）。
F-104D.F-104D是C型的双座教练型，洛克希德设计代号为383-04-06，但实际上是由B型改进而来。该机共生产了21架，有3个批次。和B型相比，该