Vào cuối thập niên 1950, Canada đã xác định lại vai trò của mình trong khối NATO (Tổ chức hiệp ước Bắc Đại Tây Dương) với một lời cam kết về nhiệm vụ tấn công hạt nhân. Cùng lúc, Không quân Hoàng gia Canada (RCAF) bắt đầu tính đến việc thay thế loại máy bay Canadair F-86 Sabre được sử dụng như một "máy bay tiêm kích ban ngày" của NATO."[1] Một cuộc cạnh tranh về máy bay tiêm kích quốc tế đã diễn ra liên quan đến những mẫu tiêm kích hiện nay đang hoạt động cũng như đang phát triển, bao gồm Blackburn Buccaneer, Dassault Mirage IIIC, Fiat G.91, Grumman Super Tiger, Lockheed F-104G Starfighter, Northrop N-156 và Republic F-105 Thunderchief.[1] Dù RCAF ưu tiên trang bị F-105 với một động cơ Orenda Iroquois của hãng Avro Canada, nhưng sau đó dần dần sự lựa chọn về một máy bay tấn công-trinh sát đã coi chi phí cũng như hiệu năng là trên hết.[2]

Chính phủ Canada đã có nhu cầu về một giấy phép sản xuất cũng như đã ưu đãi lời đề nghị của Lockheed là hợp tác với hãng Canadair ở Montreal. Ngày 14 tháng 8 1959, Canadair đã được chọn để sản xuất 200 máy bay cho RCAF dưới giấy phép sản xuất của Lockheed. Ngoài ra, Canadair cũng trúng thầu để sản xuất cánh, đuôi, theo dõi quá trình láp ráp và chế tạo các bộ phận thân máy bay khác cho 66 chiếc F-104G do Lockheed chế tạo dành cho Không quân Đức.[3]

Canadair đã chỉ định những chiếc F-104 Starfighter là CL-90 trong khi phiên bản của RCAF đầu tiên có tên gọi là CF-111, sau đó đổi thành CF-104. Mặc dù về cơ bản giống với F-104G, nhưng CF-104 được tối ưu hóa về vai trò tấn công/trinh sát, nó được trang bị radar R-24A NASARR chỉ dành cho không đối đất cũng như trang bị thiết bị trinh sát ở bụng với 4 camera Vinten. Những sự khác biệt khác bao gồm cần tiếp nhiên liệu có thể di chuyển được, sử dụng một khẩu pháo 20-mm M61A1 đặt ở thân và bộ phận bánh đáp chính được lò xo mềm đàn hồi tốt và lốp đường kính lớn. Chuyến bay đầu tiên của CF-104 (số hiệu 12701) diễn ra vào ngày 26 tháng 5 năm 1961.[4] Canadair CF-104 được chế tạo là 200 chiếc, cộng với 140 chiếc F-104G sản xuất cho Lockheed.[5]