Utmanaren Raila Odinga hade enligt valkommissionens hemsida 44 procent av rösterna vid 23.30-tiden svensk tid. Det slutliga valresultatet väntas dock först på onsdagen.
Insatserna var höga när kenyanerna gick till valurnorna för att välja president, parlamentsledamöter och lokala företrädare. Valkampanjen har präglats av stundtals hätsk retorik mellan president Kenyatta och Odinga.
Det är andra gången de ställts mot varandra i en valkamp, och troligen sista chansen för 72-årige Odinga att knipa den presidentpost han hävdar att han bestulits på i de två senaste valen.
Färskt i minnet finns det våld som bröt ut efter anklagelser om fusk i valet 2007, och som ledde till att omkring 1200 människor miste livet.
Men väljarna lät sig inte skrämmas och uppslutningen under valet blev stor
"En demokrati"
- Jag röstade för Raila, för han kommer att vara så mycket bättre för oss. Men om han inte vinner är det okej. Detta är trots allt en demokrati, sade byggarbetaren Tom Mboya till nyhetsbyrån AFP, efter att han röstat i Nairobis slumområde Kibera.
Osäkerheten har varit stor över hur det nya systemet med biometrisk väljaridentifiering och elektronisk röstsammanställning skulle fungera. Oron späddes på efter att den ansvarige för systemet nyligen hittades torterad och mördad.
Men enligt valkommissionens chef Wafula Cehbukati gick röstandet vid landets runt 41000 vallokaler i stort smidigt. När de stängde klockan 16 svensk tid fanns uppgifter om mindre incidenter.
Kamp på kniven
Vid ett par vallokaler kom klagomål från väljare om att deras namn inte fanns registrerade i systemet, rapporterar Reuters. Och de långa köerna väckte irritation på flera håll. Utanför en vallokal i Nairobi använde polisen tårgas för att lugna otåliga väljare.
Enligt opinionsmätningarna inför valet kan det bli en kamp på kniven mellan Kenyatta och Odinga. I båda läger räknar man med seger och nya misstankar om fusk kan bli en tändande gnista till oroligheter.
- Nu hänger det på om rösträkningen kommer att fungera, säger Anders Sjögren, statsvetare vid Nordiska Afrikainstitutet i Uppsala, till TT.
- Om det uppfattas som att regeringssidan har riggat valet så kan det bli oroligt.
Fakta: Kenya
Kenya har omkring 46 miljoner invånare och ett 40-tal folkgrupper. Nästan två tredjedelar av invånarna tillhör någon av de fem största: kikuyu, luhya, kalenjin, luo och kamba.
Det självständiga Kenya var länge förskonat från allvarliga etniska konflikter, men motsättningar har på senare år urartat i våld.
Halva befolkningen är under 19 år.
Merparten av befolkningen bor i de bördiga högländerna, där det odlas te och kaffe.
Huvudstaden Nairobi ligger där högplatån övergår i savanner i söder. På savannen som fortsätter in i norra Tanzania finns några av de berömda nationalparkerna: Masai Mara, Amboseli och Tsavo. De rymmer elefanter, lejon, giraffer, zebror och antiloper.
Angränsande länder är Tanzania, Uganda, Somalia, Sydsudan och Etiopien.
Källa: Utrikespolitiska institutet
Bakgrund: Kenya inför valet 2017
Liksom i valet 2013 står kampen mellan den nuvarande presidenten Uhuru Kenyatta, i spetsen för partikoalitionen Jubileumspartiet, och Raila Odinga som leder Nationella superalliansen. Det finns inga större ideologiska skillnader mellan partierna, för många kenyaner är det etnicitet som styr när de röstar. Båda valen 2007 och 2013 omgärdades av anklagelser och misstankar om fusk och Odinga har hävdat att han snuvades på segern vid bägge tillfällena.
Missnöje över stigande matpriser och ökade levnadsomkostnader överlag har varit viktiga valfrågor. Kenyatta drev i maj på för att parlamentet skulle godkänna nya subventioner för att råda bot på det. Han höjde också minimilönerna med nästan en femtedel.
Odinga å sin sida har gett löften om lägre hyror i städerna och prissänkningar på sådant som majs, mjölk, paraffin och bussresor. Vallöften som skulle spä på det höga budgetunderskottet som Internationella valutafonden (IMF) redan håller ett öga på.
Kenyatta har framhållit de infrastruktursatsningar regeringen har gjort.
Källa: Utrikespolitiska institutet
