Несколько не по порядку литера "S" означала главное отличие новой модификации – способность нести ракеты средней дальности с полуактивной, радиолокационной головкой самонаведения AIM-7 "Спэрроу". Для размещения необходимого оборудования, обеспечения пуска этих ракет, пушку М.61 "Вулкан" пришлось снять. "Спэрроу" обычно крепилась под внешней парой пилонов. Всего истребитель имел уже девять точек крепления подвесного оружия, чему способствовала усиленная конструкция планера и стоек шасси. Еще одним отличием был модернизированный двигатель "Дженерал электрик" J79-GE-19, развивавший на форсаже тягу до 8120 кг (сравните с 7167 кг предыдущей модели "7"). На самолет была установлена последняя модель локатора R21G-H/F-15G. Воздухозаборники для снижения вероятности попажа сдвинули назад на 23 см, а под фюзеляжем появились еще два дополнительных гребня.
Прототип F-104S полетел в начале декабря 1966 г. Первые итальянские F-104S сошли со сборочной линии двумя годами позже. 9 июня 1969 г первый самолет был принят на вооружение. Темпы поставок поддерживались в 2-3 самолета в месяц. Первоначально планировалось выпустить 165 F-104S, потом 205, а всего, включая 40 машин для Турции, изготовили 246 F-104S.
F-104S шел на вооружение эскадрилий перехватчиков и истребителей-бомбардировщиков, а с разведывательными контейнерами "Орфеус" голландской разработки мог выполнять и задачи тактического разведчика. Появление в начале 80-х годах нового поколения истребителей поставило под вопрос возможность F-104S успешно вести ближний бой. Но при правильной тактики "Старфайтер" еще мог постоять за себя, что показали учебные бои с "Фантомами", F- 5Е, "Иглами" и даже с верткими "Файтинг Фалконами". При этом пилоты F-104S старались поменьше "дымить" двигателем J79 и избегать маневров с большой перегрузкой. В ближнем скоростном бою побеждает чаще тот, кто первым заметит противника, так что небольшой силуэт и отличные разгонные характеристики были на стороне F-104S. В одном учебном бою пара F-104S заганяла даже "Игл" F-15, хотя это было, конечно, исключением из правил. Впрочем, воздушный бой уже не был основной боевой задачей F-104S. Его боевой нагрузкой стали неуправляемые ракеты в пусковых кассетах LAU-3 и -10, кассетные бомбы BL 755, "железки" Мк 82 и 83, баки с напалмом и, конечно, подвесные контейнеры с 20-мм пушками "Вулкан" М61А1.
К середине 1986 г было потеряно 47 F-104S, а их общее число сократилось до 110, из которых 30% требовали ремонта. Большие проблемы были и с нехваткой экипажей. Поскольку заменять F-104S в Италии до 1995 г не собирались (ждали появления "Евроистребителя"), то в 1983 г самолеты решили модернизировать – появился F-104S ASA (упрощенные системы вооружения). Главным отличием стала установка локатора FIAR 21G/M1 "Сеттер", способного вести селекцию целей на фоне земли. Одновременно была предусмотрена подвеска новых ракет "Аспид"-1 А, имеющих большую дальность пуска и лучшую помехозащищенность, чем "Спэрроу". Кроме того самолет получил всеракурсные "Сайдуиндеры" AIM-9L.
Так неожиданно F-104 стал истребителем двадцать первого века, и в кадрах хроники боев над Северным Ираком или над Курдистаном нет-нет, а мелькнет знакомый силуэт "Звездного бойца". Среди современных машин F-104 оказался последним "настоящим" истребителем, на котором могли летать настоящие пилоты-истребители, тонко чувствующие самолет, работающие четко и продуманно, точно следящие за всеми фазами полета и тем более боя…
"Пора возвращаться, выпущены закрылки, на скорости 450 км/ч выпускаются шасси, тяга двигателя уже 93% – для обеспечения системы сдува пограничного слоя. После подхода на скорости 325 км/ч, используются воздушные тормоза. Тяга – две трети, нос задран, "сыпим- ся" на полосу на скорости 290 км/ч. Почти сразу за касанием нас бросает вперед – введен тормозной парашют. Вот он сброшен, рулим к своей стоянке. Пассажиры могут выходить."
"Сад" – последний истребитель "Рипаблик"
Суббота 25 февраля 1984 года обозначила конец целой эры в истории американских ВВС. Именно в этот день совершил свой последний полет истребитель "Рипаблик" F- 105 "Сандерчиф", закончив свою 25-летнюю службу в составе ВВС США. Этот день закончил не только четвертьвековую службу этого знаменитого истребителя, но и положил конец еще более долгому сотрудничеству ВВС с компанией "Рипаблик", завоевавшей себе отличную репутацию в качестве производителя истребителей.