F-104D 是 C 型的双座教练型，发动机与 C 型飞机相同，去掉了机炮，保留了 5 个外挂架(有的资料说机翼下没有外挂架，只在翼尖挂“响尾蛇”导弹)。1958年11月开始交付，1959年9月交付完毕，共生产了 21 架。
1958年洛克希希德公司对F-104C 进行了重新设计后，出口给意大利等一些欧洲国家和加拿大、日本等国使用。F-104G 是在F-104C 型飞机基础上重新设计的单座全天候战斗轰炸机。装备J79-GE-11A 发动机(军用推力 4,540 千克，加力推力 7,080 千克)，加强了结构强度，增大了机翼面积，增加了机动襟翼，增加了 3 个挂架(每个机翼下增加1个，机身下增加1个)。必要时可以卸去机炮而在炮舱内装 462升的油箱。洛克希德制造的第1架飞机于1960年6月7日首飞。1960年10月5日首飞，洛克希德公司为美国“军援计划”生产了 139 架。
在欧州，前西德、荷兰、比利时和意大利 4 国进行了联合生产：南部集团制造了 210 架，最后在前西德的施米塞米特公司组装成整机;西部集团制造了 188 架，最后在比利时的 SABCA 公司组装成整机，第1架飞机于1961年8月3日首飞;北部集团制造了 231 架，最后在荷兰的福克公司组装成整机，第1架飞机于1961年11月11日首飞;意大利集团制造了 169 架，最后由费亚特公司组装成整机，第1架飞机于1962年6月9日首飞;后来，前西德的 MBB 公司于1971年～1973年又生产了 50 架，欧州总计生产了 848 架。
