Lula promete más responsabilidad social y medioambiental, y ha recordado la prosperidad durante su presidencia de 2003 a 2010, antes de que los escándalos de corrupción enlodaran a su Partido de los Trabajadores.
Se espera que unos 120 millones de votantes marquen sus opciones en máquinas electrónicas que Bolsonaro ha criticado sin pruebas como propensas al fraude, lo que hace temer que no admita la derrota si pierde, siguiendo el ejemplo de su aliado ideológico Donald Trump.
La situación ha calentado aún más el ambiente de la elección más polarizada desde que Brasil regreso a la democracia en 1985, después de una dictadura militar que Lula, un ex líder sindical, combatió y Bolsonaro, un excapitán del Ejército, invoca con nostalgia.
La fuerte alineación política de Brasil ha dividido a su población en dos.
Con pegatinas de Bolsonaro en el pecho, la carioca Ana Maria Vieira dijo que estaba segura de votar por el presidente, y que nunca aceptaría a Lula.
"Vi lo que Lula y su banda criminal hicieron a este país", dijo, mientras llegaba a votar en el barrio de Copacabana de Río, y añadió que pensaba que el manejo de Bolsonaro de la economía había sido "fantástico".
En el mismo colegio electoral, Antonia Cordeiro, de 49 años, dijo que acababa de votar por Lula.
Cordeiro dijo que Bolsonaro sólo se había preocupado sólo por los ricos, al menos hasta los últimos días de la campaña, cuando desplegó medidas de lucha contra la pobreza para ganar votos.
"No podemos seguir con Bolsonaro, dijo. "Él no ha funcionado".
Carrera cerrada
Varias encuestas mostraron que la carrera entre ambos se estrechó en la última semana, con Bolsonaro recortando una ligera ventaja de Lula, pero otras muestran una pequeña pero constante ventaja de Lula.
Bolsonaro se desempeñó mejor de lo que auguraron los sondeos de opinión en la primera vuelta del 2 de octubre, cuando compitieron 11 candidatos. Los encuestadores dijeron que recalibraron sus métodos basándose en ese resultado, pero la mayoría de los analistas sigue diciendo que la segunda vuelta podría decantarse por cualquiera.
Bolsonaro votó temprano el domingo en una base militar en Río. "Nuestra expectativa es la victoria, por el bien de Brasil", dijo a periodistas tras votar.
Lula votó en una escuela de São Bernardo do Campo, en Sao Paulo, donde llegó con su compañero de fórmula Geraldo Alckmin, y otros miembros de su equipo.
Una victoria de Lula supondría un sorprendente regreso del líder izquierdista, que fue encarcelado durante 19 meses por condenas de soborno que el Tribunal Supremo anuló el año pasado, despejando el camino para que pueda optar a un tercer mandato presidencial.
Lula ha prometido volver al crecimiento económico impulsado por el Estado y a las políticas sociales que ayudaron a sacar a millones de personas de la pobreza durante el auge de las materias primas, cuando gobernó por primera vez Brasil. También ha prometido combatir la destrucción de la selva amazónica, que se encuentra en su punto más alto de 15 años, y convertir a Brasil en un líder en las conversaciones mundiales sobre el clima.
Un segundo mandato de Bolsonaro mantendría a Brasil en la senda de las reformas de libre mercado y la relajación de las protecciones medioambientales, al tiempo que consolidaría una coalición conservadora de votantes religiosos y poderosos intereses agrícolas que financiaron su campaña.
Las autoridades electorales de Brasil se preparan para un resultado estrecho, que Bolsonaro podría impugnar si pierde.
El presidente lleva más de un año cuestionando la fiabilidad del sistema de votación electrónica de Brasil. Aunque no ha habido pruebas de fraude desde que se implantó en 1996, muchos de los partidarios de Bolsonaro dudan ahora de la credibilidad de las elecciones del país.
Una creciente ola de violencia política este año, salpicada en las últimas semanas por enfrentamientos armados que involucran a destacados aliados de Bolsonaro, se ha sumado al temor de que un resultado electoral impugnado pueda desencadenar disturbios.
El Tribunal Superior Electoral (TSE), dirigido por magistrados de la Corte Suprema, ha diseñado un plan de seguridad para proteger a su personal y sus edificios en caso de que haya manifestaciones como el asalto al Capitolio de enero de 2021.
Los aliados de Bolsonaro están organizando una "Fiesta de la Victoria" en la explanada central de Brasilia el domingo durante el recuento de votos.
El presidente también ha pedido a sus partidarios que se queden en los centros de votación hasta que cierren a las 17:00 horas (2000 GMT) del domingo, lo que según los críticos podría intimidar a los votantes y provocar enfrentamientos.
Lula, que nació en la pobreza y lideró huelgas sindicales contra el Gobierno militar de Brasil antes de fundar el Partido de los Trabajadores en la década de 1980, ha pedido a los votantes que defiendan la democracia de Brasil del "neofascismo" de Bolsonaro.
Para aumentar el clima de incertidumbre, Bolsonaro ha empujado a los militares a respaldar públicamente su teoría de que el sistema de votación es vulnerable al fraude.
Las fuerzas armadas revisaron algunas máquinas de votación durante la primera vuelta para asegurarse de que los recibos de papel coincidían con los resultados transmitidos digitalmente, pero no informaron de sus hallazgos.
Generales retirados del Ejército dijeron a Reuters que confían en que las fuerzas armadas no respaldarán ninguna medida inconstitucional de Bolsonaro.