エレンと同期のミカサ、アルミン、ジャンたち第104期訓練兵を新たに加えた調査兵団はエルヴィンの指揮のもと第57回壁外調査に出た。長距離索敵陣形にて巨人との接触をできるかぎり避けながら目的地を目指す。しかし陣形内で索敵を担当するアルミンは“知性”を持つ女型の巨人に迫られ窮地に立たされる。

女型の巨人によって、陣形の右翼側索敵に壊滅的な打撃を受けた調査兵団。撤退指令が出るものと思われたが、指令班が下したのは陣形の進路を変えつつ、作戦を続行することだった。その間にも女型の巨人は調査兵団の陣形を破壊しながら団員達を蹂躙していく。そして、ついにエレンが属するリヴァイ班からも目視できる距離まで迫られる。

“巨人殺し”のプロフェッショナルであるリヴァイ班の背後に迫る女型の巨人。しかし、リヴァイ班の面々は女型の巨人を足止めするべく、立ち向かう兵士にあえて増援することなく、ただひたすらに馬を走らせていた。エレンは問う「見殺しにする理由がわからない！　それを説明しない理由もわからない！」と。その問いにリヴァイは、ある選択を投げかける。

数多の犠牲を払いながら、ついに巨大樹の森で女型の巨人を拘束兵器で捕えることに成功した調査兵団。作戦の本来の目的を知らされていなかったほとんどの兵団員は、ようやくエルヴィン団長の真意を知ることとなる。身じろぎひとつできなくなった女型の巨人は、断末魔の悲鳴をあげるが……。

自らの肉体を他の巨人に喰らわせ、蒸気とともに消えた女型の巨人。その中にいた人物は、調査兵団員と同じ制服で兵士の中に紛れ込み、エレンを追っていた。エレンを護衛しながら帰還するグンタを手にかけ、再び女型の巨人となってエレンの前に現れる。オルオ、エルド、ぺトラが連携しながら女型の巨人に立ち向かうが……。

女型の巨人に捕えられたエレンを奪還するべく、そのあとを追うミカサ。そこにリヴァイが追いつき、巨人を仕留めることをあきらめ、エレンを救い出すことに目的を絞る。リヴァイは人間とは思えない驚異的な動きで、ついに女型の巨人の動きを止めることに成功する。ミカサは、止めを刺そうと攻撃に入るが……。