米軍がF104に早々と見切りをつけたのは、あまりにコンパクトゆえ、当時の防空システムに対応したデカイ電子機器を積むスペースがなかったのが大きな理由です。レーダーからの情報を全米ネットワークで処理するSAGEシステムから指示を受け、迎撃戦闘機が発進、地上からの誘導で迎撃する、というのが米本土の防空体制なので、電子装置が積めないと、空戦能力以前に迎撃機として使い物にならないんです。
アナーキャ

ロック岩崎氏にお話を伺ったとき、「F-104 は小さくて空中で見えにくい」ことを最大の利点として挙げておられました。
ささき

＃防空
　F-104を防空に活用した（している）国といえば、日本、台湾、イタリアがあります。高度12000まで２分あまりでミサイルを持っていけるという点では、その後の世代の戦闘機と比べても遜色がないので、米軍のように高度なデータリンク（F-104のナサール火器管制システムにも地上レーダーとのデータリンク機能は一応あります）を要求しなければ優秀な迎撃機だといっていいでしょう。
　問題は搭載できるミサイルがサイドワインダー２〜４発（他に空対空ロケット弾ポッドも使用）だということです。イタリアのF-104Sはレーダーを強化してスパローを運用していますが、他の国ではそこまで手を入れる前に次の戦闘機（日独ではF-4、台湾では経国やF-16）が導入されてしまい、迎撃機としての命運を断たれました。

＃空戦
　初期のF-15は（少なくとも視界外戦闘に関しては）爆撃機を主な標的としていたので、レーダーのソフトの設定が小さな目標に対応しておらず、日米共同訓練やF-15導入初期の自衛隊内の異機種戦闘訓練ではF-104にアウトレンジ（！）されることも往々にしてあったそうです。
　格闘戦においても、軽量な機体ゆえの機動の立ち上がりの早さや高亜音速〜超音速域での推力重量比の高さ（純ジェットはターボファンよりもインテイクへの押し込み効果による過給が効く）をうまく使えば、F-15の追撃をかわすことはそれほど難しくはなかったそうです。
Schump