ウォール・マリア南端より突出したシガンシナ区で生活する少年エレン・イェーガーは父、母、そしてイェーガー家に引き取られた幼馴染ミカサ・アッカーマンと一緒に暮らしていた。エレンが10歳のころ、シガンシナ区に壁を超える超大型巨人が現れ、シガンシナ区の扉が突破された。
シガンシナ区陥落から5年、もう1人の幼馴染であるアルミン、ミカサとともに第104期訓練兵団に入団し、兵士となったエレンの前に、再び超大型巨人が現れ、ウォール・ローゼ南端より突出したトロスト区の外門が破られた。戦いの中、エレンはアルミンをかばい巨人に捕食される。その後、突如現れた「巨人を殺す巨人」を利用した作戦で、104期生達は力を合わせて安全地帯への脱出を果たす。しかし、戦いの末に力尽き倒れた「巨人を殺す巨人」のうなじから出てきたのは、捕食されたはずのエレンで・・・

エレンは調査兵団に配属され、監視と警護のために特別作戦班（通称リヴァイ班）に編入される。時期を同じくして、ミカサ、アルミン、ライナー、ベルトルト、ジャン、コニー、サシャ、クリスタ、ユミルら104期生達も調査兵団に入団する。
研究のため生きたまま捕獲された2体の巨人が、何者かにより殺害されてしまい、巨人を利する間者の存在が疑われる中、調査兵団団長のエルヴィン・スミスは壁外調査を強行する。調査兵団は、出発からほどなくして出現した「女型の巨人」に蹂躙されながらも、「女型の巨人」を一度は捕縛するが、結果として作戦は失敗に終わり、兵団は撤退を余儀なくされる。

「女型の巨人」の捕獲作戦に従事したエレン、アルミン、ミカサ、ジャンの4人を除く調査兵団の104期生たちは敵との共謀を疑われ、兵装を解除された状態でウォール・ローゼ近くで軟禁されていたが、壁内にも関わらず多数の巨人が出現し、危機が迫る。

仲間の裏切りに激昂したエレンは巨人化して抵抗するが、激戦の末「鎧の巨人」「超大型巨人」に敗北し連れ去られてしまう。エルヴィン率いる調査兵団は、合流した憲兵団・駐屯兵団と共に巨大樹の森へ、エレンの奪還に向かう。

ウォール・マリア奪還に向け、エレンの能力は勝利の鍵になると考えるエルヴィンは、憲兵の目を逃れるため、生き残った104期生のミカサ、アルミン、ジャン、コニー、サシャ、クリスタを加えた新リヴァイ団とともにエレンに身を隠させる。新生リヴァイ班がエレンの巨人化実験を進めていく中、クリスタは真の王家であるレイス家の末裔「ヒストリア」としての凄惨な過去を語った。
調査兵団は偽りの王家を擁する現政権や、その状況を利用しようとしたケニー・アッカーマンの一派により追い詰められながらも、数々の苦難を打ち破る。

調査兵団はついにウォール・マリアの奪還を目標とし、またエレンの生家の地下室を目指してシガンシナ区へ進撃を開始する。
しかし、シガンシナの廃墟には圧倒的な力を要する「獣の巨人」が巨人たちと待ち構えていた・・・。

4年が経過し、故郷マーレに帰ったライナーは家族と暮らし、街の子供たちにも尊敬され慕われている。しかし、パラディ島で兵士として過ごした数年間は彼の心を確実に蝕んでいた・・・。
かつて巨人大戦終結の鍵となり、今はマーレ政府のフィクサーとして君臨するタイバー家の当主ヴィリー・タイバーは、パラディ島に宣戦布告する為に全世界へ向けた演説を行っていた。タイバーがパラディ島に宣戦布告した直後、潜入していたエレンが巨人化し・・・

マーレからの帰還後、調査兵団は「獣の巨人」ジークを巨大樹の森へ隔離し、エレンを地下牢へ拘束。104期生の間ではエレンに対する信頼が揺らぎ始めていた。そんな折、パラディ島が政治バランスの錘として孤立させられていることが明らかとなる。危機感を抱いた兵団は、巨人の大群による「地鳴らし」を世界に対する抑止力とし、ヒストリアが産む子供を後継者にして巨人の能力を継がせようと目論む。その裏では、ジークとその信奉者であるイェレナたちによって「エルディア人安楽死計画」が進行していた。
様々な疑念や思惑が交錯する中、エレンは地下牢から逃亡、ジークも監視を抜け出しエレンとの接触を図ろうとする。さらに、マーレ軍の攻撃が開始され、シガンシナ区は混戦状態に・・・

「始祖の巨人」の力を掌握したエレンは、壁の巨人たちによる「地鳴らし」を発動させる。
エレン、ミカサ、アルミン、それぞれの思いを胸に、物語は結末へー