Après avoir prédit durant des semaines une course au coude-à-coude entre trois candidats, les enquêtes d'opinion ont annoncé, à quelques jours du scrutin, une percée inopinée de l'extrême droite qui figure désormais parmi les favoris.
Les bureaux de vote ont ouvert à 7H30 (6H30 GMT) et seront fermés à 21H00 (20H00 GMT), avec les premiers sondages de sortie des urnes.
Ces élections anticipées sont scrutées de près en Europe, M. Rutte ayant joué un rôle de premier plan sur des questions allant du renflouement de la zone euro - sur lequel sa ligne dure le mettait souvent en désaccord avec des pays d'Europe du Sud - à la guerre en Ukraine.
Il est considéré comme une sommité en matière d'enjeux environnementaux après avoir défendu le Pacte Vert de l'UE.
Selon les analystes, des électeurs soutiennent aussi M. Timmermans dans le but d'empêcher une coalition de droite, après une percée du PVV d'extrême droite de Geert Wilders.
Mme Yeşilgöz, née en Türkiye, est arrivée aux Pays-Bas à huit ans avec son père demandeur d'asile, mais ne cache pas ses ambitions de réduire l'immigration. Elle a fait hausser les sourcils en se disant ouverte à une éventuelle coalition avec le PVV.
Une victoire du député à la chevelure peroxydée constituerait un séisme politique ressenti au-delà des frontières des Pays-Bas. Elle rendrait en outre la formation d'un gouvernement compliquée, la recherche de partenaires étant incertaine pour la formation d'extrême droite.
Un nouveau parti, le Nouveau Contrat Social (NSC), du charismatique lanceur d'alerte Pieter Omtzigt, accuse un léger recul après avoir rapidement percé dans les sondages à la suite de son apparition en août.
M. Omtzigt, un polyglotte âgé de 49 ans, promet de rendre la politique néerlandaise digne de confiance après de nombreux scandales. Il adopte également une position dure sur l'immigration.
Ce député populaire a régulièrement déclaré qu'il ne souhaitait pas devenir Premier ministre avant de se dire, à la veille des législatives, prêt à diriger un gouvernement d'experts.
L'immigration, le coût de la vie et la crise du logement qui touche particulièrement les jeunes électeurs néerlandais ont été les principaux sujets de la campagne.
Il a fallu 271 jours pour que le dernier gouvernement soit formé, un record. Et pour l'heure, le suspense est total.