Ond fe fydd Cadw, sy'n un o gyrff Llywodraeth Cymru, yn troi'n sefydliad annibynnol yn ôl yr argymhellion a gyflwynwyd i Ysgrifennydd yr Economi, Ken Skates.
Bydd adolygiad annibynnol o Amgueddfa Cymru hefyd yn cael ei gynnal a'i gyhoeddi erbyn yr haf.
Roedd gwrthwynebiad cryf gan Amgueddfa Cymru ac eraill i gynllun gwreiddiol y llywodraeth i uno rhai elfennau masnachol sefydliadau treftadaeth dan gorff ymbarel newydd Cymru Hanesyddol.
Dros y misoedd diwethaf mae trafodaethau ffurfiol wedi cael eu cynnal rhwng Cadw, Amgueddfa Cymru, Llyfrgell Genedlaethol Cymru, y Comisiwn Brenhinol ar Henebion Hynafol a Hanesyddol ac undebau llafur.
Mae'r grŵp o gynrychiolwyr y cyrff wedi cyflwyno naw argymhelliad i Lywodraeth Cymru yn dilyn y cyfarfod olaf ar 27 Ionawr.
Er gwaethaf cyhoeddiad y llywodraeth y llynedd mai ei bwriad oedd dod â swyddogaethau masnachol Cadw ac Amgueddfa Cymru at ei gilydd, dim ond elfennau o gydweithio anffurfiol sydd wedi'u cytuno.
Mae'r argymhellion yn cynnwys:
Dywedodd Mr Skates ddydd Iau y byddai'n "ystyried argymhellion yr adroddiad yn fanwl" ac y bydd yn paratoi ymateb iddyn nhw yn unigol.
Cyhoeddodd hefyd y bydd adolygiad annibynnol o Amgueddfa Cymru.
Bydd yn cael ei gynnal gan Dr Simon Thurley, cyn-brif weithredwr English Heritage, i archwilio perfformiad a photensial yr amgueddfa.
Mae'r amgueddfa wedi dweud eu bod yn croesawu'r adolygiad fel "cyfle i ddangos cyflawniadau'r sefydliad".
Fe ddaeth amheuon am y cynlluniau i uno rhai swyddogaethau yn ffurfiol gan Gymdeithas yr Amgueddfeydd a chyfarwyddwr Amgueddfeydd Cenedlaethol Lerpwl.
Roedd gwrthwynebiad hefyd gan gyn-lyfrgellydd y Llyfrgell Genedlaethol, Andrew Green, a chyn-gadeirydd Cyngor y Celfyddydau, yr Athro Dai Smith.
Wrth ymddangos o flaen pwyllgor o aelodau'r Cynulliad, dywedodd cyfarwyddwr cyffredinol Amgueddfa Cymru, David Anderson y byddai'r amgueddfa yn cael ei "chlymu" os yw'n colli rheolaeth ar rai o'i gweithrediadau masnachol, tra roedd Cymdeithas yr Amgueddfeydd wedi rhybuddio y gallai'r cynllun beryglu sefyllfa ariannol yr amgueddfa.
Roedd creu Cymru Hanesyddol yn ymrwymiad ym maniffesto Llafur ar gyfer etholiad y Cynulliad y llynedd, a dywedodd Mr Skates byddai uno "yn helpu adeiladu sector treftadaeth sydd ag uchelgais byd-eang ac yn enwog yn rhyngwladol," gan sicrhau bod y sefydliad yn fwy "gwydn yn ariannol".
Mae cyrff treftadaeth Cymru wedi gwrthod unrhyw uniad ffurfiol o'u swyddogaethau.