-B-3涡轮喷射发动机，为此XF-104的后机身和进气口进行了重大修改，以适应这种推力较小的发动机，这时XF-104的进气口并未装备激波锥。由于推力限制，XF-104最初的速度远未达到设计指标，其平飞速度甚至未能突破音障，只能在小角度俯冲时达到1马赫。唯一的优点是跨音速时飞机表现稳定，没有出现颤振等一系列问题。1954年7月，加装后燃器的J65-W-7发动机获准投入使用，替换了原来的J65-B-3。该发动机的军用推力为3,538公斤，后燃推力为4,627公斤，已经远优于J65-B-3。换装J65-W