Målinger gjort for tre forskjellige TV-stasjoner gir seieren til Sosialdemokratene (PSD), som tross navnet regnes som et sentrum-høyre-parti.
PSD ligger an til å få mellom 37 og 43 prosent av stemmene, mens det regjerende Sosialistpartiet ser ut til å få en oppslutning på mellom 23 og 30 prosent.
Dermed vil PSD trolig få flertall i nasjonalforsamlingen sammen med det konservative partiet CDS-PP.
- LES OGSÅ: Valget viktigere enn fotball i Portugal
Smertefullt for ny regjering
Den neste regjeringen i Portugal vil bli nødt til å gjennomføre smertefulle sparetiltak for å få orden på økonomien.
Søndagens valg er blitt omtalt som «avgjørende», men oppmøtet ser likevel ut til å ha vært lavt.
Ved 17-tiden hadde knappe 42 prosent av de stemmeberettigede avgitt stemme, noe som var lavere enn den forrige bunnrekorden.
Alle de viktigste portugisiske partiene har lovet å gjennomføre innstrammingstiltakene som Det internasjonale pengefondet (IMF) og EU har stilt som betingelse for at Portugal skal få økonomisk krisehjelp.
- LES OGSÅ: Portugal ber EU om pengehjelp
Gir seg etter nederlaget
Avtroppende statsminister José Sócrates kunngjør etter søndagens valgnederlag at han gir seg som leder for Sosialistpartiet.
– Jeg vil gi Sosialistpartiet rom til å diskutere fremtiden, og til å velge et nytt lederskap som kan åpne for at partiet går inn i en ny politisk syklus, sier Sócrates, ifølge nyhetsbyrået AFP.