Thượng tuần tháng 2 năm 1964, sau cuộc Chỉnh lý các tướng lãnh trong Hội đồng Quân nhân Cách mạng để giành quyến lãnh đạo của Trung tướng Nguyễn Khánh, ông được lệnh bàn giao chức vụ Tư lệnh Sư đoàn 22 Bộ binh lại cho Thiếu tướng Linh Quang Viên. Hai tuần sau, ông được cử làm Chỉ huy trưởng Quân trường Quang Trung thay thế Trung tá Phạm Văn Liễu. Cuối tháng 7, ông được lệnh bàn giao chức vụ Chỉ huy trưởng Quân trường Quang Trung lại cho Trung tá Vũ Ngọc Tuấn cùng ngày chuyển ra Quân khu 2 để nhận chức Tư lệnh Sư đoàn 2 Bộ binh thay thế Chuẩn tướng Ngô Du. Ba tháng sau, ông bàn giao chức vụ Tư lệnh Sư đoàn 2 lại cho Đại tá Hoàng Xuân Lãm, trở về Bộ Tổng tham mưu chờ nhận nhiệm vụ mới. Đầu tháng 11 cùng năm, nhân ngày kỷ niệm 1 năm Cách mạng 1 tháng 11 thành công, ông được thăng cấp Chuẩn tướng tại nhiệm. Đầu tháng 12 cuối năm, ông được bổ nhiệm làm Tư lệnh Sư đoàn 25 Bộ binh thay thế Đại tá Nguyễn Viết Đạm.