Mae gyrrwr car 24 oed wedi cael ei arestio ar ôl i fenyw oedd yn teithio yn y car farw.
Fe wnaeth y car daro yn erbyn coeden yn Ystradgynlais nos Sadwrn.
Bu'n rhaid i'r gwasanaeth tân ryddhau'r fenyw 24 oed o'r car gyferbyn â chyffordd Caerlan ger gorsaf bysiau Veola yn y dref, ond roedd hi wedi marw.
Dywedodd Heddlu Dyfed Powys bod y car Audi gwyn wedi gadael y ffordd ar yr A4067 toc wedi 11pm.
Mae'r gyrrwr yn cael ei holi yng ngorsaf Aberhonddu.
Cafodd dau deithiwr arall oedd yn y car anafiadau i'w gwddf ac fe gawson nhw driniaeth yn Ysbyty Treforys, Abertawe.
Wrth i'r heddlu ymchwilio roedd y ffordd ar gau.
Dywedodd yr heddlu nad ydyn nhw'n rhyddhau enw'r fenyw ar hyn o bryd a'u bod yn cysylltu gyda'i theulu.
Mae Heddlu Dyfed Powys yn apelio am dystion a allai fod yn teithio yn yr ardal ac sydd â gwybodaeth i gysylltu gyda nhw ar 101 neu 0845 330 2000.
CYSYLLTIADAU RHYNGRWYD:
Heddlu Dyfed Powys
Gwasanaeth Tân ac Achub Canolbarth a Gorllewin Cymru
Dyw'r BBC ddim yn gyfrifol am gynnwys safleoedd rhyngrwyd allanol