Trong Quân đội Việt Nam Cộng hòa năm 1964, cấp Đại tá thường đảm nhiệm các chức vụ Sư đoàn trưởng hoặc Sư đoàn phó, có khi là Tư lệnh Quân đoàn hay binh chủng, được xếp vào hàng sĩ quan cao cấp, dưới cấp Thiếu tướng & trên cấp Trung tá. Từ sau cuộc chỉnh lý của tướng Nguyễn Khánh năm 1964, quân hàm Chuẩn tướng hay còn gọi là tướng một sao được đặt ra để phong cho một số Đại tá có công trong các cuộc đảo chính, bấy giờ cấp Đại tá mới xếp sau cấp Chuẩn tướng.

Một số Đại tá tiêu biểu:

• Hồ Tấn Quyền, Tư lệnh Hải quân (tháng 8, 1959 – 1 tháng 11 năm 1963)
• Hồ Ngọc Cẩn, Tỉnh trưởng kiêm Tiểu khu trưởng tỉnh Chương Thiện
• Bùi Dzinh, Tư lệnh Sư đoàn 9 bộ binh. (1 tháng 1 năm 1962 – 07 tháng 11 năm 1963)
• Nguyễn Xuân Vinh, Tư lệnh Không Quân (1958–1962)
• Phạm Ngọc Thảo, tình báo