Đầu tháng 2 năm 1964 sau cuộc Chỉnh lý nội bộ ngày 30 tháng 1 các tướng lãnh trong Hội đồng Quân nhân Cách mạng để lên nắm quyền lãnh đạo của tướng Nguyễn Khánh, ông được biệt phái sang đơn vị Bộ binh giữ chức vụ quyền Chỉ huy Trung đoàn 41 thuộc Sư đoàn 22 Bộ binh đóng tại Kontum do Thiếu tướng Linh Quang Viên làm Tư lệnh Sư đoàn. Tháng 7 cùng năm, chuyển về Bộ Tư lệnh Quân đoàn II tại Pleiku giữ chức vụ Trưởng phòng 3 Kế hoạch hành quân, Tư lệnh Quân đoàn là Thiếu tướng Nguyễn Hữu Có. Tháng 12 cùng năm, chuyển trở lại binh chủng cũ, ông được cử làm Chiến đoàn phó Chiến đoàn 5 Chiến xa tại Gò Vấp.