《进击的巨人》中城墙的范围示意图。
《进击的巨人》情节始于一个存在于三堵同心圆形城墙内的文明，当地居民的知识让他们认为自己是世上仅存的人类文明，并相信在百馀年前，人类遭到会吃人的巨人攻击后退到了这三堵墙内，并享受了一个世纪的和平。为了对抗巨人，该文明开发出立体机动装置供军方使用，该装置固定于腰间、可供士兵进行三维空间移动。随著剧情进展，故事也揭露关于巨人的真实历史及该岛以外的其它文明。
希干希纳的沦陷
漫画：第1卷；动画：第一季（第1～2集）
《进击的巨人》故事围绕在艾连·叶卡，寄养于他家里的米卡莎·阿卡曼以及他们的童年玩伴阿尔敏·亚鲁雷特的冒险。在保护他们家乡的玛利亚之墙被超大型巨人和盔甲巨人摧毁后，艾连见到自己的母亲被巨人吃掉，便发誓要杀光所有的巨人。
托洛斯特区攻防战
漫画：第2～4卷；动画：第一季（第3～13集）
艾连与米卡莎和阿尔敏加入训练兵团，并在五年后毕业。此时巨人再度袭击靠近第二堵墙的托洛斯特区，在随后的战斗中，艾连发现自己拥有变成巨人的能力，并保卫了该区。这引起调查兵团团长艾尔文的注意，艾尔文借助其力量夺回玛利亚之墙，并让他受里维兵长和汉吉管辖。
第57回墙外调查 & 史托黑斯区急袭
漫画：第5～8卷；动画：第一季（第14～25集）
在对希干希纳区的调查中，调查兵团受到试图夺取艾连的女巨人的袭击，之后他们揭发了该巨人的真实身分是与艾连同期的亚妮，并连带发现三堵墙内藏有多个巨人，亚妮被捉住后将自己包裹在硬质化结晶中。
艾连夺还战
漫画：第9～12卷；动画：第二季（第26～37集）
墙内突然出现不知从何入侵的大量巨人，以及统帅它们的野兽巨人，当众人遭到这些巨人袭击时，调查兵团的尤米尔揭示自己可变身成巨人的能力，并协助击退其它巨人，而该次行动中，尤米尔的密友克里斯塔自揭皇室身分，并表示自己本名是希丝特莉亚；调查兵团的另外两位成员，莱纳和贝尔托特也表明了自己分别是盔甲巨人和超大型巨人。两人试图绑架艾连，但没有成功，过程中艾连发现自己拥有名为“座标”的能力，可以控制其他巨人，此能力逼得莱纳和贝尔托特只能撤离，而尤米尔为了保护希丝特莉亚的安危，也随两人一起逃离。
王政篇
漫画：第13～17卷；动画：第三季（第38～47集）
艾连和他的朋友加入里维班，而调查兵团则被里维的舅舅肯尼领导的宪兵团视为敌人。在这个处境下，艾连等人也发现变身成巨人后吃掉另一个可变身成巨人的人，则可获得其能力；他们也得知现任国王只是傀儡，希丝特莉亚和她的父亲雷斯是仅存的皇室血脉。雷斯绑架了艾连，试图获得他体内的始祖巨人能力，这项能力是艾连的父亲古利夏吃掉前任能力持有者芙莉妲·雷斯后、再让自己被艾连吃掉所转移给艾连的。雷斯变成巨人后失控，并遭到希丝特莉亚杀死，随后希丝特莉亚宣布自己成为女王，并透过革命清除了原先的势力。
玛利亚之墙夺还战
漫画：第18～22卷；动画：第三季（第48～59集）
政治危机解除后，调查兵团夺回希干希纳区，但也损失了包括艾尔文在内的大半成员，期间阿尔敏透过吃掉贝尔托特夺取超大型巨人的能力。艾连回到自家地下室，和伙伴一起了解到世界的全貌：他们实际上是艾尔迪亚人，自107年前的巨人大战中落败后，墙中之王卡尔·弗利兹便带著子民逃进帕拉迪岛。事实上艾尔迪亚并非世上仅存的文明，只是在一座名为帕拉迪岛的孤岛上的小国。由于他们是“尤米尔的子民”，可以透过注射特殊的脊髓液来变成巨人，因此他们持续遭到玛雷人的压迫。调查兵团杀死在帕拉迪岛上游荡的巨人后，全面控制了该岛。
玛雷篇
漫画：第23～26卷；动画：最终季（第60～68集）
三年后，调查兵团袭击玛雷首都雷贝里欧，这归功于艾连和他的异母哥哥吉克决定联手，吉克是野兽巨人的拥有者。艾连在袭击中杀死玛雷的领导者威利·戴巴，并吃下他的妹妹，获得了战槌巨人的能力。然而艾连因为违抗命令而遭监禁。
帕拉迪岛分裂篇
漫画：第27～29卷；动画：最终季（第69～80集）
后来由帕拉迪岛士兵组成，被称为叶卡派的极端派系救出艾连，而吉克则被里维监管，但吉克成功脱逃并重伤里维。另一方面，玛雷军队在莱纳的率领下入侵帕拉迪岛，战争就此爆发，直到艾连和吉克重聚。两人重聚后抵达了“座标”，这是连结所有“尤米尔的子民”的领域，他们在该处认识了始祖巨人尤米尔的意识，尤米尔饱受折磨的过去使她数千年来被囚禁在座标中。吉克试图说服尤米尔实现自己的目标：让尤米尔的子民停止繁衍；而艾连则成功说服尤米尔，让尤米尔释放城墙内数千个超大型巨人，并率领那些巨人发动“地鸣”，对帕拉迪岛以外的所有人进行种族灭绝。
地鸣篇
漫画：第30～34卷；动画：最终季（第81～94集）
为了对抗艾连，调查兵团与残存的玛雷部队结盟，他们杀死了吉克和一个神秘生物（怪诞虫），该生物是所有巨人能力的根源。最后米卡莎杀死了艾连，让所有变成巨人的人类恢复正常。艾连死后，阿尔敏忆起自己和艾连在座标里的最后一次对话，这段对话是在艾连的安排下被遗忘的，直到他死后才会被想起。对话揭示艾连发动地鸣，以及阿尔敏等人杀死艾连后被视为英雄一事都是艾连的计画。三年后，随著帕拉迪岛和其他国家重建，阿尔敏和伙伴们在希丝特莉亚女王的领导下展开和平谈判。米卡莎将艾连的首级埋在树下，该树后来长成一棵类似于赋予始祖尤米尔巨人能力的生物所居住的树。故事在米卡莎年老逝世后的某个时间点结束，结局的画面是一个男孩接近了那棵树。