Ngày 30 tháng 1 năm 1964, Ủy ban quân sự bị tướng Nguyễn Khánh cầm đầu một nhóm tướng lãnh thực hiện cuộc Chỉnh lý lật đổ. Ngày 1 tháng 2, ông bị bắt cùng với các tướng Trần Văn Đôn, Lê Văn Kim, Tôn Thất Đính và Nguyễn Văn Vỹ, bị cáo buộc âm mưu hòa hoãn với những người Cộng sản và chuyến Nam Việt Nam thành một Quốc gia Trung lập. Cả năm bị đưa lên giam lỏng (quản thúc) ở Đà Lạt. Ngay sau đó Trung tướng Trần Thiện Khiêm đương nhiệm Tư lệnh Quân đoàn III kiêm luôn chức Đô trưởng Sài gòn, Đại tá Trần Thanh Bền thay ông chức Tổng giám đốc Cảnh sát Quốc gia. Đầu tháng 11 cùng năm ông được trở lại phục vụ quân đội và được chỉ định làm Phó Tổng tư lệnh quân đội kiêm Giám đốc Nha Chiến tranh Tâm lý "(Cách gọi khác là Phó Tổng Tham mưu trưởng kiêm Tổng cục trưởng Tổng cục Chiến tranh Chính trị)" do Đại tướng Nguyễn Khánh làm Tổng Tư lệnh. Tuy nhiên, đến tháng 3 năm 1965, ông được lệnh bàn giao chức vụ Tổng cục trưởng Tổng cục Chiến tranh Chính trị "(Nha Chiến tranh Tâm lý)" lại cho Thiếu tướng Huỳnh Văn Cao và bị buộc phải giải ngũ. Sau đó ông cùng các cựu Trung tướng Trần Văn Đôn và Lê Văn Kim thành lập Công ty xuất nhập khẩu DOXUKI.