Dywedodd Mark Williams wrth raglen ar BBC Radio Wales y gallai hi gymryd amser i adennill ffydd yr etholwyr, yn dilyn beirniadaeth o'u record fel rhan o glymblaid Llywodraeth y DU.
Mynnodd bod cefnogaeth i bolisi'r blaid o gynnydd o 1c mewn treth incwm er mwyn ariannu gofal cymdeithasol.
Ychwanegodd fod ei gyd-aelod Kirsty Williams yn hybu cefnogaeth i fyfyrwyr fel Ysgrifennydd Addysg Cymru.
Roedd yn siarad ar raglen Jason Mohammad cyn i arweinydd y Democratiaid Rhyddfrydol, Tim Farron lansio maniffesto'r blaid ar gyfer y DU ddydd Mercher.
Cyfaddefodd Mr Williams fod y blaid wedi dioddef o benderfyniadau gafodd eu cymryd yn y glymblaid gyda'r Ceidwadwyr yn San Steffan rhwng 2010 a 2015, gan gynnwys torri'r addewid i beidio â chynyddu ffioedd dysgu yn Lloegr.
"Bydd hi'n cymryd amser i'r blaid adennill y ffydd yna," meddai.
"Ar ôl bod yn blaid neis yng ngwleidyddiaeth Prydain am gymaint o amser, i gael cyfrifoldeb llywodraeth a gwneud penderfyniadau anodd a gwneud camgymeriadau, beth am fod digon gonest a dweud i ni gael pethau'n anghywir sawl tro - fe wnaethon ni gamgymeriadau.
"Ond rydyn ni nawr ble ydyn ni, mae'n rhaid symud 'mlaen - gobeithio bydd pobl yn ymddiried yn y diffuantrwydd mae rhai ohonom ni wedi ceisio'i ddangos yn y blaid."
Dywedodd Mr Williams ei fod ef ei hun wedi gwrthwynebu cynyddu ffioedd dysgu a sefydlu'r dreth ystafell wely, gan ddweud fod pobl wedi diolch iddo am ddangos "ysbryd o feddwl annibynnol".
Fe wnaeth hefyd ganmol ei ragflaenydd Kirsty Williams, a gamodd o'r neilltu fel arweinydd y Democratiaid Rhyddfrydol yng Nghymru er mwyn ymuno â Llywodraeth Cymru.
Fel Ysgrifennydd Addysg roedd hi wedi rhoi "cymorth ariannol go iawn" i fyfyrwyr yng Nghymru drwy grantiau ar gyfer costau byw yn hytrach na ffioedd dysgu, meddai.
Bu Mr Williams hefyd yn amddiffyn galwad y Democratiaid Rhyddfrydol am ail refferendwm ar amodau gadael yr Undeb Ewropeaidd, gan fynnu nad oedd hynny'n golygu ei fod yn ceisio gwyrdroi Brexit.
"Roedd y wlad yn glir o ran gadael - doedd hi ddim yn glir o ran amodau gadael. Dwi jyst yn meddwl bod rhaid bod yn ofalus gyda'r trafodaethau, achos gallen nhw beryglu Cymru a'n heconomi yn sylweddol," meddai.
Mae'r Democratiaid Rhyddfrydol yn ddigon gonest i gyfadde' iddyn nhw wneud camgymeriadau, yn ôl arweinydd y blaid yng Nghymru.