1963年11月1日，第3大队第7中队正式解除战备任务，全队开始F-104G的换装接收与训练工作。1964年4月2日，第7中队正式接收F-104G型战机。为了加快训练进度，第7中队每天都要完成至少10架次的夜航训练。同年10月15日，第7中队正式完成换装训练，并于11月1日恢复执行战备任务。
相比第8中队之前因为换装时间紧迫所导致的事故多发及装备妥善率低下等问题，第7中队的换装训练则因为充分吸取了前者的教训而顺利了不少。第7中队从1963年起连续两年无重大事故发生，平心而论，这在当时是一个了不起的成就。
公开展示的第7中队F-104G机群
紧接着“阿里山二号”进行的是代号“阿里山三号”计划的战术侦察机部队换装案。1963年8月12日，原驻桃园基地的第6大队第12中队移防台中基地，开始接收RF-104G侦察机的准备工作。1964年1月11日，第12中队接收2架TF-104G教练机（机号4146、4147），一个月后开始接收8架RF-104G单座型侦察机（机号5628、5630、5632、5634、5636、5638、5640），并于2月16日正式举办了接收典礼。同年11月1日，第12战术侦察中队完成换装训练，返回桃园基地驻防。
5630号RF-104G，此时该机采用的是七十年代标准的美军四色东南亚涂装
第三支换装F-104的战斗机中队是第3大队第28中队。该中队从1964年9月起收到由“阿里山四号”计划所提供的23架F-104G和1架TF-104G。这些F-104编号情况为：4304、4306、4306、4308、4311、4324-4337、4340、4348、4349、4360、4361（F-104G）和4149（TF-104G，来自洛克希德原厂）。
第28中队从1964年9月9日起开始进行“星战士”换装工作。该中队首任“星战士”中队长为温森尧中校，其下属24名队员首次全部来自第3大队而不是在全空军中挑选的优秀者所组成。第28中队的换装人员名单如下：路效真、张光风中校、李作复少校属教官组；分队长谢崇科少校，周振云、范鸿棣上尉等24人属受训学员组。为了加强训练效果，美军顾问罗富勒中校亲自担任训练督导官，对受训学员以英文进行考试，凡是未达100分者一律淘汰。
公开展示的12中队5636号机，摄于1972年
在第28中队完成F-104G换装前，第三联队在1964年经历了一次特大事故：在10月10日的“双十”阅兵上，当时受阅完毕的第3大队16架F-104A在飞离会场时，其中一架由张甲上尉驾驶的飞机因飞行高度过低而不慎与广播天线发射台相撞受损，该机脱落的机翼副油箱在地面砸死了三位路人。更严重的是，由于有一架飞机因撞机而脱离编队，剩下的飞机在重整队形时又有两架发生了空中碰撞，双双坠毁。机上两名飞行员林鹤声、王乾宗少校身亡。幸亏当时第3大队压阵的唐飞少校及时处置，才没有造成更大的混乱。受此次事故的影响，台湾当局至1975年蒋介石去世的10年间，均未再举行“双十节”空中阅兵仪式。
第28中队于1965年3月25日完成训练并加入战备部队行列。全员换装“星战士”完毕的第三大队自此成为了台湾空军中唯一的一个两倍音速战斗机大队，并将这样的头衔保持了20年。清泉岗第三联队此时的编制为：第3战斗机大队，下辖第7、8、28中队；另下辖有第3修补大队和第3基地勤务大队。
从1965年5月11日至11月30日抵达台中空军基地的13架F-104G则是用于填补第8中队原有的F-104A/B被美国方面收回用以援助巴基斯坦和约旦的损失。这一批次的“星战士”援助计划代号“阿里山五号”。这一批F-104G编号为4305、4310、4312-4314、4344-4347、4352、4353、4355、4358。第8中队于1965年12月30日完成换装F-104G训练并担负战备任务，标志着第3大队成为了完全使用F-104G战斗轰炸机的飞行大队。
成军初期的第8中队“阿里山五号”F-104G组图
