Sau cuộc đảo chính Tổng thống Ngô Đình Diệm ngày 1 tháng 11 năm 1963. Ngày 2 tháng 11, ông được thăng cấp Trung tá tại nhiệm. Đầu tháng 2 năm 1964, sau cuộc Chỉnh lý các tướng lĩnh trong Hội đồng Quân nhân Cách mạng của tướng Nguyễn Khánh, ông rời Trường Bộ binh Thủ đức để đi giữ chức vụ Tham mưu trưởng Quân đoàn III.