Diem fue arrestado y asesinado en un golpe de estado en noviembre de 1963, lo que permitió a Thi regresar a Vietnam del Sur y reanudar su servicio militar. Poco después de su regreso, Thi se vio envuelto en otro intento de golpe de estado, actuando como enlace entre Khánh y Đỗ Mau, dos generales descontentos con su posición en la junta militar de Dương Văn Minh, quién había supervisado el derrocamiento de Diem. Mau fue uno de los principales artífices del golpe de 1963; aunque no comandó a las tropas, su profundo conocimiento sobre los oficiales del ejército, sus fortalezas y debilidades, obtenidas gracias a su papel como directo de la seguridad militar de Diem, esta información le permitió realizar el trabajo de inteligencia que hizo posible el golpe de estado. La junta de Minh temía de la astucia de Mau, por lo que intentó dejarlo de lado haciéndolo Ministro de Información, una posición relativamente poco importante.