Da 64 prosent av stemmene var talt opp, ledet Borgerplattformen med 37,5 prosent.
Tusks koalisjonspartnere i Polens folkeparti hadde fått 9,5 prosent av stemmene.
Tusks utfordrer Jaroslaw Kaczynski og hans høyreorienterte Lov- og rettferdighetsparti har fått rundt 30 prosent av stemmene.
- LES OGSÅ: Polens statsminister mot gjenvalg
Valgdagsmåling
Resultatet var langt på vei i samsvar med en valgdagsmåling utført for det statlige fjernsynet i Polen, som også bar bud om gjenvalg for Tusk. Statsministeren var raskt ute med å takke velgerne.
– Jeg vil takke alle som stemte på oss og alle som ikke gjorde det, fordi vi vil være sammen om ansvaret for Polen de neste fire årene, sa han.
Finanskrisen og helsereform har vært de to største temaene under valgkampen. Tusk har lansert seg som en leder som vil sørge for at Polen fortsatt vil nyte godt av EUs støtteordninger, slik at landet kan bygge opp sin infrastruktur.
Tøffere linje
Mange velgere sluttet trolig opp om Tusk av frykt for at Kaczynski skulle komme til makten. Han tonet rett nok ned sin retorikk mot EU i valgkampen, men mener likevel at Polen bør innta en tøffere holdning til omverdenen, det være seg Brussel, Berlin eller Moskva.
Dersom Tusk-regjeringen blir gjenvalgt, vil det være første gang siden kommunistregimets fall i 1989 at en polsk regjering får fornyet tillit fra velgerne.
Takket være samarbeidet med Polens folkeparti rår Tusks parti i dag over 240 av de totalt 460 setene i nasjonalforsamlingen.
Dersom prognosen etter at 64 prosent av stemmene var talt opp slår til, vil dagens regjeringskoalisjon få 233 plasser.