Hạ tuần tháng 4 năm 1964, sau cuộc Chỉnh lý các tướng lĩnh trong Hội đồng Quân nhân Cách mạng để giành quyền lãnh đạo của tướng Nguyễn Khánh, ông được cử làm Chỉ huy trưởng đơn vị Lực lượng Đặc biệt Vùng 3 Chiến thuật. Đến ngày 10 tháng 8, ông được kiêm chức vụ Tham mưu trưởng Bộ tư lệnh Binh chủng Lực lượng Đặc biệt thay thế Trung tá Nguyễn Hộ. Ngày 1 tháng 11 cùng năm, nhân kỷ niệm 1 năm cách mạng 11/1963, ông được thăng cấp Trung tá tại nhiệm.