艾爾文團長和里維兵長嘗試調查女巨人，卻因其使自己的皮膚硬質化而告失敗。女巨人更通過嚎叫引來大量巨人湧入捕獲點將她吞噬。艾爾文意識到女巨人的真身可能就此脫逃之際，一個偽裝成調查軍團成員的士兵出現了。

這個偽裝者繼續追逐艾連等人。在艾爾文判斷女巨人有著遠超艾連巨人駕馭自身的能力，阿爾敏也推測偽裝的內奸曾目睹艾連變身為巨人。在艾連小隊後方，女巨人再一次出現。為了阻止女巨人的追擊，里維兵長的部下先後喪命。再也無法忍受的艾連變身為巨人與女巨人搏鬥，但很快就被對方打敗並被吞噬真身。米卡莎和里維嘗試阻止女巨人並救出艾連。

米卡莎和里維合力將艾連從女巨人口中救出，為此里維傷了腿。在撤退的途中，調查軍團再次遇到巨人追擊，為了減輕隊伍的行軍負重，團長下令將戰死士兵的屍體丟棄掉。回到城內的調查軍團因牆外調查失敗而被召集到望都接受艾連去向的裁決。

第57次牆外調查的目的，是捕捉混在人類裡，擁有巨人化能力，能破壞城牆的人，可惜作戰計劃以失敗告終，艾爾文等人因政治理由將被叫去王都審問，還被迫必須交出艾連，而隸屬史托黑斯區憲兵團分部的亞妮，將負責調查兵團經過時的戒護工作……

在阿爾敏的推論下，發現女巨人的真實身分應該就是亞妮，艾爾文團長因此擬定作戰計劃，打算誘捕亞妮，雖然艾連也同意這個作戰計劃，但內心始終不願相信，結果在緊要關頭時，無法化身為巨人出來對抗女巨人，眼看眾人陷入了危機……

艾連最終克服心理障礙成功化身巨人，但仍被女巨人逃跑，並趁隙想爬出牆外，米卡莎飛身斬斷女巨人攀爬在城牆上的雙手，讓女巨人墜落地面，艾連因此順利制伏女巨人。此時亞妮出現結晶現象，將自己和重要情報都封死起來。女巨人事件看似告一段落，但有關城牆上巨人的秘密才正要開始…