Fe fydd pob llawdriniaeth niwrolegol frys yn cael ei symud o Ysbyty Treforys yn Abertawe i Ysbyty'r Brifysgol, Caerdydd, oherwydd problemau staffio.
Cyhoeddwyd y byddai'r mesurau dros dro yn dod i rym ar Orffennaf 27.
Dywedodd llefarydd iechyd y Democratiaid Rhyddfrydol, Peter Black: "Dwi'n gobeithio'n fawr taw dim ond mesurau dros dro yw'r rhain.
"Os yw pob llawdriniaeth frys yn cael ei symud i Gaerdydd, mae'r amser teithio o Sir Benfro, o Aberystwyth, yn mynd i fod yn hirach ... ac mae hyn yn mynd i beryglu bywydau."
"Ond dwi ddim yn amau mai hwn yw'r penderfyniad cywir o dan yr amgylchiadau ar hyn o bryd."
Mae'r ymddiriedolaeth wedi dweud: "Rydyn ni'n gwneud hyn oherwydd bod y sefyllfa wedi gwaethygu yn sgîl prinder drwy Brydain o feddygon lefel ganol yn y maes arbenigol hwn.
"Ac mae hyn wedi arwain at argyfwng yn Ysbyty Treforys.
"O Awst ymlaen dim ond traean y nifer angenrheidiol o feddygon dan sylw fydd yno."
Prinder
Fe fydd clinigau'n cael eu cynnal mewn ysbytai yng Nghaerfyrddin, Pen-y-bont, Castell Nedd ac Aberystwyth.
Mae trafodaethau brys wedi bod am brinder meddygon yn adran niwrolegol Ysbyty Treforys.
Yn y cyfamser, bu raid i ddwy ward plant gau yn Ysbyty Singleton Abertawe.
Yn 2007 penderfynodd y Gweinidog Iechyd, Edwina Hart, gadw uned niwrolegol Treforys ar agor - yn groes i argymhelliad comisiwn iechyd y dylai'r gwasanaeth gael ei ganoli yng Nghaerdydd.
Poeni
Dydd Mawrth fe gododd Mr Black, yr AC lleol, y mater yn y Senedd ym Mae Caerdydd am ei fod yn poeni y gallai'r uned yn Nhreforys gau.
Roedd Bruce Ferguson, cyfarwyddwr meddygol yr ymddiriedolaeth iechyd, wedi dweud y byddai "problem ddifrifol" ym mis Awst pan fyddai nifer meddygon y lefel ganol yn cwympo dros dro i ddau.
"Oherwydd hyn rydyn ni'n cynnal trafodaethau brys gyda'n cydweithwyr yng Nghaerdydd gyda'r nod o rannu adnoddau niwrolegol.
"Tra bod y mwyafrif o wasanaethau niwrolegol yn parhau yn Nhreforys bydd rhai elfennau o'r llawdriniaeth gymhleth yn cael eu darparu yng Nghaerdydd tan fod yr argyfwng drosodd."
10 meddyg
Yr wythnos ddiwethaf bu'n rhaid cau dwy ward yn Ysbyty Singleton oherwydd prinder meddygon.
Mae'r prinder meddygon yn golygu y bydd cleifion pediatrig yn symud i Ysbyty Treforys.
O fis Awst ymlaen dim ond 10 meddyg pediatrig fydd ar gael yn y ddau ysbyty yn lle 18.
Mae staff meddygol wedi dweud bod hyn yn "annigonol" i gynnal gwasanaeth diogel.
CYSYLLTIADAU RHYNGRWYD:
Gwasanaeth Iechyd Cymru
Ymddiriedolaeth Iechyd Abertawe
Ymddiriedolaeth Iechyd Caerdydd a'r Fro (Saesneg)
Dyw'r BBC ddim yn gyfrifol am gynnwys safleoedd rhyngrwyd allanol