Det skiljde blott 0,7 procentenheter i väljarstöd mellan kandidaterna, till Fujimoris fördel, enligt en mätning från Ipsos i lördags.
Vinnaren får flera svårhanterade kriser på halsen. Ekonomin har härjats av djup recession efter fjolårets nedstängningar, som inte fick stopp på coronasmittspridningen. Med 184 000 registrerade dödsfall bland de 33 miljoner invånarna har Peru världens högsta coviddödsfall per capita.
Landet kämpar också för att hitta politiskt fotfäste efter flera år av regeringskriser och korruptionsskandaler som snärjt en rad expresidenter. Situationen kokade över i november i fjol då Peru skakades av dödliga protester och två presidenter tvingades avgå inom loppet av en vecka.
Överraskande uppställning
Två miljoner peruaner har förlorat sina jobb under pandemin och närmare en tredjedel av invånarna lever i fattigdom, enligt officiella siffror.
46-åriga Fujimori och 51-årige Castillo tog överraskande hem första- och andraplatsen i den första valomgången i april – och väljarna ställs nu inför ett ovanligt ideologiskt polariserat val.
Keiko Fujimori, dotter till den auktoritäre och korruptionsdömde expresidenten Alberto Fujimori, står ekonomiskt sett för en fortsättning på den marknadsliberala politik som länge dominerat i Peru.
"Kommunism" och skandaler
Fackföreningsmannen och läraren Pedro Castillo, en politisk nykomling från landsbygden, lovar i stället nationalisering av viktiga industrier, höjda skatter och ökad statlig reglering av ekonomin. Fujimori har försökt utmåla honom som ett kommunistiskt hot medan Castillo lyft fram Fujimorifamiljens skandaltyngda historia. Keiko Fujimori är själv under utredning misstänkt för att ha tagit emot illegala kampanjmedel.
Castillo har sitt huvudsakliga stöd bland fattiga på landsbygden medan Fujimori har sin bastion i huvudstaden Lima. Båda är dock djupt impopulära bland många mittenväljare.
Vallokalerna öppnar klockan 14 svensk tid och röstandet pågår till strax efter midnatt. Preliminära resultat väntas tidigt på måndagen.
Den nya presidenten tillträder den 28 juli.