Phil Murphy blir därmed den förste demokraten på posten som får sitta två hela mandatperioder i rad i New Jersey på 44 år.
Murphy har i rösträkningen 50,03 procent av rösterna, mot den republikanske utmanaren Jack Ciattarellis 49,22, med 90 procent av rösterna räknade.
Ciattarellis talesperson Stami Williams beskriver det som oansvarigt att nyhetsbyrån AP förklarat Murphy som vinnare med tanke på den jämna rösträkningen. Men en majoritet av de återstående rösterna kommer från främst demokratiskdominerade valkretsar, tillsammans med poströster.
Att det blev så jämnt överraskade statsvetare. I opinionsundersökningar har Murphy haft ett bekvämt övertag.
– Om du frågat vem som helst för några månader sedan i delstaten, så tror jag att alla hade förutspått en hög tvåsiffrig jordskredsseger för Murphy, säger Ashley Koning vid Rutgers University.
Segern innebär att Demokraterna delvis kan andas ut, efter förlusten i guvernörsvalet i Virginia där den republikanske utmanaren Glenn Youngkin besegrade demokraten Terry McAuliffe.