Yng Nghaerdydd fe gadwodd Rhodri Morgan ei sedd yng ngorllewin y ddinas.
Ond yng ngogledd y ddinas fe gipiodd Jonathan Morgan etholaeth a fu gan Lafur.
Er bod arweinydd Llafur wedi ennill roedd wedi colli 10.4% o'r bleidlais.
Mae o wedi bod yn aelod am dros 20 mlynedd ond dywedodd mai dyma fyddai ei etholiad olaf.
Mae wedi ennill tri etholiad ar gyfer San Steffan a thair ar gyfer y Cynulliad.
Diolchodd i'r etholwyr am ddangos ffydd ynddo er nad oedd wedi treulio llawer o amser yno oherwydd galwadau arno fel arweinydd y Blaid Lafur Gymreig.
"Dydi'r darlun drwy Gymru ddim yn ddigon clir eto ond mae'n amlwg mai Llafur fydd y brif blaid yn y Cynulliad.
"Bydd rhaid aros a gweld y rhanbarthau a gweld be fydd neges yr etholwyr," meddai.
Fe wnaeth Jonathan Morgan benderfynu peidio sefyll fel ymgeisydd rhanbarthol fel y bu yn y cynulliad blaenorol.
Cipiodd sedd Gogledd Caerdydd gyda 4,844 o fwyafrif, sedd a fu yn un i Sue Essex, sy'n ymddeol eleni.