Primer vuelo del prototipo aerodinámico del F-104S

El 22 de diciembre de 1966 voló el primer avión de pruebas del F-104S, la versión del Starfighter que Italia había escogido para su fuerza aérea. Se trataba de un caza derivado, en una forma algo simplificada, de la propuesta CL-901 «Super Starfighter» que Lockheed había presentado.

A mediados de los años sesenta, Italia había preferido el F-104S frente al F-4B/C Phantom, el Mirage IIIC, el BAC Lightning y el F-100S Super Sabre. El nuevo modelo unía la instalación de motor del F-104G con el J79-GE-19 mejorado, y esa combinación elevaba su velocidad máxima admisible hasta Mach 2,2. Aeritalia iba a fabricarlo en dos versiones: un interceptor armado con misiles AIM-7 Sparrow y un cazabombardero que conservaba el cañón M-61 Vulcan del diseño original.

El primer ejemplar de serie llegó dos años después de aquel vuelo de pruebas. En total, Aeritalia construyó 246 aviones de este tipo, 205 de ellos para la Aeronautica Militare y 40 para Turquía, país al que se entregó el último en 1979.