Pomimo to, w znacznie zmodyfikowanej wersji F-104 dobrze sprzedawał się poza Stanami Zjednoczonymi i znaczna liczba tych maszyn znalazła się na wyposażeniu sił powietrznych wielu krajów, głównie Niemiec, Kanady i Włoch, gdzie służyły w roli myśliwsko-bombowej do połowy lat osiemdziesiątych, a we Włoszech w zmodernizowanej wersji aż do 2004. Zmodyfikowane wersje F-104 zyskały sobie złą reputację jako samoloty niebezpieczne i trudne w pilotażu. Duża liczba wypadków, szczególnie w Niemczech, była powodem, dla którego zyskał w Luftwaffe przezwiska Witwenmacher (owdawiacz) i, z powodu częstego wbijania się w ziemię, Erdnagel (śledź od namiotu). Od lat siedemdziesiątych został zastąpiony nowocześniejszymi samolotami (między innymi F-16). Ogółem wyprodukowano 2578 egzemplarzy.
Bardzo wiele cech samolot zawdzięczał małej rozpiętości, bardzo dużemu obciążeniu powierzchni płata i jego bardzo cienkiemu profilowi. Cechy te z jednej strony decydowały o dobrych parametrach prędkościowych samolotu, z drugiej jednakże sprawiały, że miał on ograniczone możliwości manewrowe, szczególnie prędkość kątową zakrętu, dużą prędkość lądowania.