Cymeriad a gysylltir a'r brenin Arthur mewn chwedlau Cymreig yw Cai fab Cynyr neu Cai Hir. Ymddengys yn chwedl Culhwch ac Olwen, lle mae'n cynorthwyo Culhwch i gyflawni'r tasgau a roddwyd iddo gan Ysbaddaden Bencawr er mwyn iddo gael priodi Olwen. Cai sy'n cyflawni'r dasg gyntaf, sef cael cleddyf Wrnach Wyddel. Ef hefyd, gyda Bedwyr, sy'n teithio ar ysgwydd Eog Llyn Llyw i gael hyd i'r carcharor Mabon fab Modron. Mae'n cael barf y cawr Dillus Farfog i wneud cynllyfan ar gyfer yr helgi Drudwyn; ond mae'n ffraeo ag Arthur pan mae Arthur yn canu englyn yn ei watwar am daro Dillus pan fo'n cysgu. Ymddengys hefyd yn y gerdd Pa [g]ŵr yw y porthor? yn Llyfr Du Caerfyrddin (o tua'r 10g), lle dywedir iddo orchfygu cath enfawr, Cath Palug.
Yn y Tair Rhamant, mae Cai yn gymeriad pwysig, ac ymddengys yn chwedl Breuddwyd Rhonabwy hefyd. Yn y chwedlau hyn, mae'n gymeriad mwy tebyg i'r hyn ydyw yn y rhamantau Arthuraidd Ffrengig a Seisnig. Ymddengys fel "Keu" yn Ffrangeg a "Kay" yn Saesneg. Dywedir yn y chwedlau hyn ei fod yn fab i Ector, a fabwysiadodd Arthur wedi i'r dewin Myrddin ei ddwyn ymaith oddi wrth ei rieni, Uthr Bendragon ac Eigr.
Ymddengys Cai a Bedwyr yn yr Historia regum Britanniae gan Sieffre o Fynwy, lle mae'n ddistain y Brenin Arthur. Mae'n cynorthwo Arthur i orchfygu Cawr Mont Saint-Michel, ac mae'n ymladd gydag Arthur yn erbyn Lucius Hiberius, Ymerawdwr Rhufain. Clwyfir ef yn angheuol yn y frwydr olaf yn erbyn Lucius yng Ngâl.
Yn fersiwn Chrétien de Troyes, mae'n gymeriad treisiol ac anghwrtais, sy'n cael ei oddef yn y llys yn unig oherwydd ei fod yn frawd maeth i Arthur; gwelir yr ochr dywell i'w gymeriad yn y traddodiad Cymreig hefyd, e.e. yn y ffrae ag Arthur (gweler uchod).
Ceir dau o Drioedd Ynys Prydain sy'n cyfeirio at Cai. Yn y cyntaf (Triawd 21 yng ngolygiad Rachel Bromwich) fe'i enwir gyda Drystan fab Tallwch a Huail fab Caw yn un o "Dri Thaleithiog Gad Ynys Prydain" (Tri Ŵr Brwydr-goronog Ynys Prydain"). Yn y llall (Triawd 26W) cyfeirir ato mewn cysylltiad â hela Cath Palug.[1]
Enwyd Caer Gai ar ei ôl, a cheir cyfeiriadau yng ngwaith Beirdd yr Uchelwyr at Gaer Gai fel ei gartref.