XF-104
Prototipo, 1954.

YF-104A
Esemplari di test e preserie, 1956.

F-104A
Prima versione di serie, 1957.

F-104B
Addestratore biposto, 1957.

F-104C
Versione multiruolo, 1958.

F-104D
Versione biposto dell'F-104C, 1958.

F-104G
Versione ognitempo multiruolo/strike per l'esportazione, con radar NASARR, 1961.

TF-104G
Addestratore biposto, 1961.

RF-104G
Ricognitore, 1961.

F-104J
Variante ottimizzata per il Giappone, 1961.

F-104N
Esemplari usati dalla NASA.

F-104S
Versione compatibile con missili SARH realizzata dall'Italia.

F-104S/ASA, ASA/M
Aggiornamenti italiani della versione S.

NF-104
Esemplari per sperimentazioni di volo ad alta velocità per l'USAF.

CF-104
Variante canadese.

CL-1200 Lancer
Progetto avanzato, derivato dall'F-104, mai realizzato.


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