Las encuestas más recientes reforzaron la condición de Castro como favorita.
"No nos quedemos en casa, este es el momento. Es el momento de sacar a esta dictadura", dijo Castro, de 62 años, mientras reporteros la rodeaban justo después de votar en la ciudad Catacamas. "Este momento es ahora o nunca", añadió.
La candidata dijo que confiaba en que los votantes informaran sobre cualquier problema que vieran y que los observadores internacionales también ayudarían a garantizar un voto justo.
La elección es el más reciente foco político álgido en Centroamérica, desde donde miles de migrantes salen con destino a Estados Unidos y un punto de tránsito clave para el tráfico de drogas, y donde ha crecido la preocupación por gobiernos cada vez más autoritarios.
El voto también provocó forcejeos diplomáticos entre Pekín y Washington después de que Castro dijo que ella abriría relaciones diplomáticas con China, restando importancia a los lazos con Taiwán respaldado por Estados Unidos.
El principal rival de Castro es Nasry Asfura, del Partido Nacional, un rico empresario y alcalde de la capital, Tegucigalpa, que ha intentado distanciarse del impopular gobernante. Se esperaba que emitiera su voto más tarde en la capital.
Asfura dijo a la televisión hondureña que acataría el resultado de la votación. "Lo que el pueblo hondureño quiera al final yo lo respeto. Todo lo van a decir las urnas", afirmó.
En Tegucigalpa, cuando las casillas abrieron en un día fresco y soleado, se pudo ver a decenas de personas alineadas temprano en varios lugares.
"Estoy en contra de tanta corrupción, pobreza y hasta narcotráfico", dijo José González, de 27 años, un mecánico que estaba formado afuera de un centro de votación acompañado de su pequeña hija. Afirmó que votaría por Castro.
Las casillas estarán abiertas hasta las 17:00 hora local (2300 GMT) y se esperan resultados preliminares tres horas después. Unos 5.2 millones de hondureños están llamados a votar.
La disputada reelección de Hernández en 2017 y sus secuelas se ciernen sobre la votación del domingo.
Los informes generalizados de irregularidades en los comicios de hace cuatro años provocaron protestas que se cobraron la vida de más de dos docenas de personas, pero la victoria de Hernández fue finalmente aprobada por aliados en el consejo electoral.
Días después, fue avalada por el gobierno del entonces presidente de Estados Unidos, Donald Trump.
Alexa Sánchez, una estudiante de medicina de 22 años, descansaba en una banca mientras escuchaba música en sus auriculares y dijo que votó a regañadientes por Castro.
"Honestamente, no era como que había tantas buenas opciones", dijo. Sánchez agregó que no le sorprendería que hubiera violencia después de una votación que no esperaba que fuera limpia. "Probablemente ganan los nacionalistas de nuevo (...) creo que ya todo está pactado".
