Bydd trên ychwanegol yn rhedeg ar Linell Calon Cymru bob dydd o 14 Rhagfyr ymlaen.
Y gwasanaeth, sy'n rhedeg am hanner dydd ym mhob cyfeiriad rhwng yr Amwythig ac Abertawe drwy Landrindod, fydd y pumed ar y llinell.
Mae'n un o nifer o welliannau sy'n cael eu lansio fel rhan o amserlen newydd Trafnidiaeth Cymru.
Mae Llinell Calon Cymru yn rhedeg o'r Amwythig i Abertawe drwy Lanelli, Llandeilo, Llandrindod a Thref-y-Clawdd.
Cafodd cyllid ar gyfer y gwasanaeth ei sicrhau fel rhan o'r cytundeb cyllideb gydag Arweinydd Democratiaid Rhyddfrydol Cymru, Jane Dodds.
Dywedodd Ysgrifennydd y Cabinet dros Drafnidiaeth a Gogledd Cymru, Ken Skates:
Rwy'n falch o weld y gwasanaeth hwn yn dechrau, diolch i'r cyllid a gafodd ei sicrhau yn ein cytundeb cyllideb.
Mae Llinell Calon Cymru yn cynnig taith ysblennydd gyda golygfeydd gwych i dwristiaid, ond mae hefyd yn gyswllt hanfodol i gymunedau gwledig yng Nghanolbarth Cymru, felly bydd trigolion ac ymwelwyr fel ei gilydd yn croesawu'r newyddion hyn.
Mae buddsoddiad Llywodraeth Cymru gwerth £800 miliwn i drawsnewid gwasanaethau rheilffyrdd yn golygu y bydd y gwasanaethau hyn yn gweld trenau newydd yn cysylltu Gogledd a De Cymru, gan ysgogi twf economaidd a rhoi hwb i'r economi.
