Janukovitsj ledet med 2,74 prosentpoeng da 87,3 prosent av stemmene var talt opp natt til mandag, men ledelsen skrumpet inn etter hvert som opptellingen skred fram. Janukovitsj hadde 48,54 prosent av stemmene mot 45,8 prosent for Timosjenko.
4,5 prosent av stemmene ble gitt til alternativet «mot alle», som innebærer blanke proteststemmer.
Har fryktet knapp seier
Janukovitsj hadde allerede langt tidligere erklært seg som seierherre og bedt Timosjenko gå av som statsminister.
Timosjenkos valgkampleder sa imidlertid at de gjennomførte det de kalte en parallell opptelling, og at den viste at Timosjenko ledet med 46,8 prosent mot 46 prosent for Janukovitsj etter at 85 prosent av stemmene var opptalt.
Det er nettopp en slik knapp seier ekspertene har fryktet, siden det kunne utløse beskyldninger om valgfusk og dermed innebære fare for gateopptøyer.
Peker mot overveldende comeback
Resultatet peker mot et overveldende comeback for Janukovitsj, skurken fra 2004-valget, og et sviende nederlag for Timosjenko, dronningen av oransjerevolusjonen.
Den russiskvennlige Janukovitsj var utpekt til å bli president etter det skandalebefengte valget i 2004 før han ble feid til side av oransjerevolusjonen som brakte de provestlige Timosjenko og Viktor Jusjtsjenko til makten.
Søndagens valg kan også bety at Ukraina finner tilbake til et bedre samarbeidsforhold til storebroren Russland etter fem år med krangling og en stadig svakere økonomi som forvandlet entusiasmen etter oransjerevolusjonen til frustrasjon og skuffelse.
Ingen stor forskjell
Begge kandidatene går inn for bedre integrasjon med Europa og et bedre forhold til Russland. Men Timosjenko oppfattes likevel som mer provestlig.
Valgdagsmålingene søndag viste at den røslige Janukovitsj lå an til en seier på 3 til 5 prosentpoeng over Timosjenko, en karismatisk politiker som understreker sin ukrainske nasjonalisme både i tale og utseende.
I seierstalen sin sa Janukovitsj at Ukraina nå kan bla om til en ny side i sin historie. Han rakte ut en hånd med tilbud om samarbeid til Timosjenkos tilhengere.
– Jeg skal gjøre alt jeg kan for at Ukrainas borgere, uansett hvor de bor, skal føle seg komfortable og rolige i et stabilt land, sa han.
Ukraina er splittet i et russisktalende øst og sør, der Janukovitsj har sin sterkeste oppslutning, og et ukrainsktalende vest, der Timosjenko har sin viktigste velgerbase.
Gir seg ikke
Timosjenko, som ofte har beskyldt Janukovitsj for å planlegge fusk for å vinne, ville ikke innrømme nederlag.
– Det er umulig å snakke om resultater før den siste stemmen er talt, sa hun mens hennes nærmeste støttespiller, visestatsminister Oleksandr Turtsjynov, snakket om at det var begått massivt fusk.
Timosjenko har tidligere truet med å be sine tilhengere om å protestere i gatene om hun finner bevis for fusk.
Janukovitsj så ut til å ha forberedt seg på den muligheten. Tusenvis av tilhengere er de siste dagene blitt busset fra Øst-Ukraina til Kiev, der de har satt opp telt og omringet offentlige bygninger.
Oransjerevolusjonen kom i gang etter at Janukovitsj ble erklært vinner av valget høsten 2004. Tusener på tusener av mennesker strømmet ut i gatene for å protestere mot valgfusk og Moskvas innblanding i valget.