Le choc au sommet entre les candidats Jair Bolsonaro, 67 ans, et Luiz Inacio Lula da Silva, 76 ans, a relégué les neuf autres candidats au rang de figurants.
L'ex-président Lula (2003-2010) était toujours le grand favori dans le dernier sondage Datafolha samedi soir, avec 50% des votes valides contre 36% à Bolsonaro.
"La question est de savoir s'il y aura un 2e tour ou non, et c'est impossible à prédire", déclare à l'AFP Adriano Laureno, analyste chez les consultants Prospectiva.
Une victoire de Lula, qui a marqué la vie politique brésilienne depuis un demi-siècle et concourt à sa 6e présidentielle, signerait un comeback quatre ans après son incarcération controversée pour des soupçons de corruption.
Sondages "mensongers"
Jair Bolsonaro a affirmé qu'il serait "anormal" qu'il n'obtienne pas au moins 60% des voix dimanche et rejette les sondages "mensongers".
"Je pense qu'il va contester le résultat s'il perd" dit M. Laureno, "mais cela ne veut pas dire qu'il va réussir. La communauté internationale va reconnaître le résultat rapidement".
L'ex-capitaine de l'armée a lancé des attaques contre la fiabilité des urnes électroniques, laissant planer la menace d'un coup de force.
L'armée n'a donné aucun signe d'agitation et les Etats-Unis ont indiqué qu'ils allaient "suivre de près" l'élection.
Plus de 500.000 membres des forces de l'ordre doivent assurer la sécurité et des dizaines d'observateurs étrangers surveiller le déroulement du vote, de 8H00 (11H00 GMT) à 17H00 (20H00 GMT).
Lula doit voter en matinée à Sao Bernardo do Campo, près de Sao Paulo, et Bolsonaro à Rio, avant de suivre à Brasilia les résultats (22-23H GMT).
La majorité des Brésiliens attendent de leur président qu'il lutte contre la faim dont souffrent 30 millions d'entre eux, l'inflation et le chômage qui ont renforcé la précarité et la corruption.
Les Brésiliens élisent aussi dimanche leurs 513 députés fédéraux, les gouverneurs des 27 Etats et les députés des assemblées des Etats. Comme le président, tous ont un mandat de quatre ans. Un tiers des 81 sièges du Sénat seront aussi renouvelés, mais pour huit ans.
