Il Corpo di Gendarmeria del distretto di Stohess sul Wall Sina riceve l'ordine di scortare il convoglio dell'Armata Ricognitiva all'interno della capitale. Annie fa parte del reparto e, al momento di entrare a Stohess, viene segretamente chiamata da Armin in un vicolo laterale. Il giovane chiede il suo aiuto per far fuggire Eren dalla capitale e le rivela che il prigioniero nel convoglio è in realtà Jean travestito. Inizialmente la donna rifiuta, ma vedendo Armin implorarla e convincendosi di fare un'opera buona, finisce per accettare. I due si congiungono con Eren e Mikasa, e poi Armin li guida verso un tunnel sotterraneo. Annie rifiuta tuttavia di entrare, dal momento che ha notato uno strano comportamento nei suoi compagni e alcuni membri dell'Armata Ricognitiva che li spiano segretamente. Armin rivela quindi di sospettare che lei sia il Gigante Femmina, poiché l'Attrezzatura per il Movimento Tridimensionale che la donna aveva mostrato all'ispezione dopo l'assassinio di Sawney e Bean era in realtà quella di Marco e poiché il Gigante Femmina non l'aveva ucciso durante l'ultima spedizione, probabilmente riconoscendo in lui un amico. Con la sua identità ormai rivelata, Annie cerca di trasformarsi e, nonostante i tentativi dell'Armata Ricognitiva di fermarla, riesce a mutarsi in gigante grazie a una spina nascosta nel suo anello.

Alcuni giorni prima di essere scortato verso la capitale, Elvin e Armin rivelano a Eren di avere un piano per catturare la persona che credono si celi dietro al Gigante Femmina. Il giovane è scioccato quando i due gli dicono di sospettare proprio Annie. Nel presente Eren, Armin e Mikasa riescono a sfuggire al crollo del tunnel e sono inseguiti dal gigante. Eren prova a trasformarsi ma non vi riesce, alché Mikasa sospetta che il suo affetto nei confronti di Annie gli impedisca di volerla attaccare. Quando un nuovo crollo nel tunnel blocca i tre fuggitivi, Armin e Mikasa attirano il gigante lontano da Eren. Nel frattempo il comandante Nile Dawn del Corpo di Gendarmeria chiede spiegazioni a Elvin, ordinando ai suoi uomini di tenerlo sotto tiro. Mentre Mikasa e il resto dell'Armata Ricognitiva distraggono e cercano di catturare il Gigante Femmina, Armin e Jean cercano di liberare Eren dalle macerie. Armin tenta di convincere l'amico a combattere Annie, affermando che se non si è disposti a sacrificare qualcosa non si può cambiare niente. Pensando alle parole pronunciate da Armin e ricordandosi del suo odio per i giganti che hanno ucciso sua madre, Eren si trasforma in gigante e si getta furiosamente sul Gigante Femmina.

Eren e Annie in forma di gigante combattono per la città di Stohess, causando distruzione e morti tra i civili. Nel frattempo Elvin si assume la responsabilità dei danni che il suo piano ha causato, e viene arrestato, mentre al Corpo di Gendarmeria viene ordinato di evacuare i residenti. Dopo essersi scambiati diversi colpi, Eren si dimostra superiore all'avversaria, che cerca di fuggire scalando il Wall Sina. Mikasa però le taglia le dita e la fa precipitare. Durante la caduta Annie ricorda il padre, il suo insegnamento di odiare il mondo e la promessa che gli aveva fatto, di ritornare a casa. Eren gigante sembra intenzionato a mangiare Annie, quando, vedendola piangere, si ferma e la donna ne approfitta per ricoprirsi in uno spesso strato di cristallo e ibernarsi. Non potendo più essere interrogata, il piano è classificato come un fallimento e Elvin viene sottoposto a un'inchiesta governativa. Il comandante rivela che ha mantenuto il suo piano segreto per prevenire fughe di notizie, e che, nonostante le morti e la mancata possibilità di interrogare Annie, la missione ha fornito la prova che ci sono persone in grado di trasformarsi in giganti che vivono all'interno delle mura e che quest'informazione può rappresentare un punto di svolta per l'umanità per lanciare un contrattacco contro i giganti. Alla fine Elvin è assolto e Eren è mantenuto sotto la tutela dell'Armata Ricognitiva, che ottiene anche la custodia di Annie. Nell'epilogo, una parte del Wall Sina cede, rivelando la faccia di un gigante murato al suo interno.