Uscendo da Cortona, il percorso fa tappa a Castiglion Fiorentino, altra importante località della Valdichiana aretina anch’essa di origine etrusca. Lungo questo tratto è possibile visitare proprio siti archeologici etruschi come il Melone del Sodo, un complesso di due tombe a tumulo di considerevoli dimensioni, dove sono presenti tombe ed un magnifico altare funerario. In questa località si congiunge anche il tratto trasversale del percorso del Gigante Bianco, che attraversa la Valdichiana in direzione est-ovest attraversando il Canale Maestro della Chiana (e quindi anche il Sentiero della Bonifica) e risalire per Pozzo della Chiana, Marciano della Chiana e Lucignano. Da qui il percorso trasversale si congiunge a quello longitudinale nella zona tra il Calcione e Rigomagno.

Proseguendo da il Melone del Sodo per Castiglion Fiorentino troviamo il Castello di Montecchio Vesponi,  un fortilizio medievale ben conservato ancora oggi è dotato di una cerchia muraria merlata intervallata da torri. La presenza a fianco di una torre quadrata di circa trenta metri lo rende un punto di riferimento importante per tutta la zona. A circa 4 km da qui il percorso giunge a Castiglion Fiorentino il cui centro storico vanta una serie di attrattive da visitare: il Palazzo Comunale, La Torre del Cassero, il Palazzo Pretorio, le Logge Vasariane ed il Teatro Comunale. Anche Castiglion Fiorentino, come Cortona-Camucia, è un punto di interscambio bici-treno essendo situato lungo la linea ferroviaria Roma Firenze.