Dywedodd heddlu'r de eu bod wedi eu galw i'r digwyddiad am 18:15.
Mae'n debyg fod y wraig yn gyrru car Volkswagen Golf ar y draffordd, pan ddihangodd ei chi i'r ffordd.
Fe geisiodd redeg ar ei ôl, ond cafodd ei tharo gan fan Ford Transit.
Bu farw yn y fan a'r lle.
Cafodd y ci ei ladd yn y digwyddiad hefyd.
Bu lôn orllewinol yr M4 ynghau am bump awr rhwng cyffyrdd 29 a 32 yn dilyn y gwrthdrawiad.
Mae teulu'r wraig yn cael cefnogaeth gan swyddog cyswllt teulu'r heddlu.
Mae'r heddlu'n gofyn i unrhyw un sydd â gwybodaeth gysylltu â nhw, drwy ffonio Uned Plismona'r Ffyrdd yng Nghwaelod y Garth ar 101 a dyfynu'r cyfeirnod 1700131315.
Fe gafodd dynes 66 oed ei lladd ar draffordd yr M4 nos Wener wrth iddi geisio dal ci oedd wedi mynd yn rhydd ar y ffordd.