Etter at flertallet av stemmene er talt opp, er det klart at det sosialdemokratiske SPD igjen blir største parti med rundt 30 prosent av stemmene.
Men det høyrepopulistiske Alternativ for Tyskland (AfD) ligger an til å bli nest største parti i den nordøstlige delstaten med rundt 21 prosent.
Det borgerlige CDU, statsminister Angela Merkels parti, får rundt 19 prosent av stemmene, ifølge resultatene.
Mecklenburg-Vorpommern er Merkels hjemstat, og valget på ny delstatsforsamling har vært ansett som en test på Merkels åpne holdning til bølgen med flyktninger det siste året, ett år før det neste riksvalget.
Dersom resultatet holder seg, innebærer det at AfD for første gang får plass i delstatsforsamlingen i Mecklenburg-Vorpommern. Partiet, som ble stiftet for kun tre år siden, er allerede innvalgt i åtte av Tysklands 16 delstatsforsamlinger.
Koalisjonen fortsetter
Mecklenburg-Vorpommern styres i dag av en koalisjon med SPD og CDU, samme koalisjonspartnere som Merkels regjering, og de to partiene får tross tapet nok oppslutning til å fortsette å styre delstaten i nye fem år.
AfD tar stemmer i stort antall fra alle de andre partiene, ikke minst SPD og CDU, som begge går sterkt tilbake i forhold til forrige valg.
Også venstrepartiet Die Linke med 13 og De grønne med rundt 5 prosent forsyner AfD med velgere. De grønne risikerer å falle ut av delstatsforsamlingen, mens Die Linke måtte gi fra seg en tredel av sine velgere til AfD.
Men AfD har også tatt stemmer fra nynazistiske NPD, som med 3 prosent faller ut av delstatsforsamlingen, den eneste i Tyskland hvor partiet hadde representanter.
Hele 34 prosent av AfDs stemmer kommer fra tidligere hjemmesittere.
– Katastrofalt
AfDs leder Frauke Petri kaller suksessen et resultat av statsministerens «katastrofale migrasjonspolitikk».
– Vi har satt CDU på plass, sier hun.
AfDs toppkandidat i Mecklenburg-Vorpommern, Leif-Erik Holm, sier at valget søndag kanskje blir begynnelsen på slutten for Merkels tid som regjeringssjef.
Da AfD ble stiftet i 2013, hadde det kampen mot eurosamarbeidet, særlig de enorme kredittene til Hellas, som fanesak.
Men i det siste året har fremmedfiendtlige innvandringsmotstandere, mange av dem med bakgrunn i Pegida-bevegelsen, tatt over partiet, og de markerer seg i dag først og fremst som sterkt kritisk til flyktninger, innvandrere og islam.
Profittert
Partiet har profittert stort på flyktningbølgen fra Midtøsten, som i fjor innebar at over en million flyktninger kom til Tyskland.
Overgrepene mot kvinner i Köln nyttårsaften, som nordafrikanske innvandrere har fått skylden for, og to terrorangrep i juli, som flyktninger sto bak og som IS påtok seg ansvaret for, ga partiet økt støtte.
Valgkampen i Mecklenburg-Vorpommern var sterkt preget av nettopp flyktningspørsmålet, selv om delstaten har måttet ta imot svært få flyktninger i forhold til andre delstater, og selv om flyktningstrømmen har sunket kraftig i år.
Sentralmyndighetenes politikk er å fordele flyktningene etter delstatenes økonomiske evne og folketall, og Mecklenburg-Vorpommern er både Tysklands fattigste og den minst befolkede delstaten.