Em relação ao caso em questão, não há preceito rígido nem sobre a vírgula nem acerca do ponto de exclamação. O uso é sobretudo interpretativo, o que dá margem para alguma variação correta.

Assim, perfilam-se três opções, da indiscutivelmente correta à menos correta ou adequada:

1.ª  Recomenda-se, pelo menos, uma vírgula entre a interjeição e a expressão «meu Deus», que tem o duplo estatuto de interjeição e de vocativo. O facto de ser interpretável como vocativo reforça a necessidade de, pelo menos, ocorrer a vírgula à esquerda, a demarcar «meu Deus»: «Ai, meu Deus!». Neste caso, a marca exclamativa só ocorre no fim da sequência.

2.ª É possível ainda associar o ponto de exclamação seguido de vírgula: «Ai!, meu Deus.» Note-se, porém, que o ponto de exclamação parece enfatizar a expressividade de ai (p. ex., como reação súbita ou dor repentina ou aguda). O ponto de exclamação final é facultativo e até dispensável, visto sugerir ênfase atribuída em separado às duas interjeições, quando geralmente a ênfase está associada a toda exclamação (ainda que a associação da exclamação às duas expressões não seja opção descabida: «Ai!, meu Deus!» ou, ainda, «Ai! Meu Deus!»).

3.ª Não é impossível dispensar vírgula e ponto de exclamação depois de ai: «Ai meu Deus!». É solução discutível, e muito mais discutível será escrever o ponto de exclamação – «Ai! meu Deus.» Estas duas últimas opções afiguram-se como pouco ou nada recomendáveis.