1942년 4형제 중 장남으로 영국의 옥스포드에서 출생했고 아버지는 열대병을 연구하는 생물학자 였다. 어린시절 꿈은 우주 과학자였으며, 그는 독서광이었다. 17세에 옥스퍼드 대학교에 입학하게 됐고, 특히 수학과 과학분야에 천재였다. 교재의 문제를 다 풀어오라는 교수의 어려운 숙제에 그는 문제를 푸는 대신 교재에 잘못된 곳마다 표시를 해왔고 그걸 보게된 교수는 호킹이 이미 교수보다 많은것을 알고 있다고 말한 유명한 일화가 있을 정도였다. 
그는 1962년 옥스퍼드대학을 졸업하고 케임브리지대학 대학원에서 물리학을 전공했다. 대학원에서 박사 학위 준비를 하고 있던 1963년, 몸속의 운동신경이 차례로 파괴되어 전신이 뒤틀리는 루게릭병(근위축증)에 걸렸다는 진단과 함께 1∼2년밖에 살지 못한다는 시한부 인생을 선고받았다. 
그러나 그의 학문 인생은 이 때부터 시작, 우주물리학에 몰두하여 1973년 '블랙홀은 검은 것이 아니라 빛보다 빠른 속도의 입자를 방출하며 뜨거운 물체처럼 빛을 발한다'는 학설을 내놓아, 블랙홀은 강한 중력을 지녀 주위의 모든 물체를 삼켜 버린다는 종래의 학설을 뒤집었다. 
1974년 젊은 나이에 이례적으로 영국왕립학회 회원이 되고, 1980년 뉴턴, 디랙에 이어 케임브리지대학 제3대 루카스 석좌 교수(碩座敎授)가 되었다. 1985년 폐렴으로 기관지 절개수술을 받아 가슴에 꽂은 파이프를 통해서 호흡을 하고 휠체어에 부착된 고성능 음성 합성기를 통해서 대화를 해야만 했다. 
그는 이와 같은 삶의 연장 과정에서 '특이점(特異點) 정리', '블랙홀 증발', '양자우주론(量子宇宙論)' 등 현대물리학에 3개의 혁명적 이론을 제시하였고, 세계 물리학계는 물리학의 계보를 갈릴레이, 뉴턴, 아인슈타인 다음으로 그를 꼽게 되었다. 그는 계속 미시(微視)의 세계를 지배하는 양자역학(量子力學)과 거시(巨視)의 세계인 상대성이론을 하나로 통일하는 통합 이론인 '양자중력론' 연구에 몰두하기도 했다. 
그는 계속 미시(微視)의 세계를 지배하는 양자역학(量子力學)과 거시(巨視)의 세계인 상대성이론을 하나로 통일하는 통합이론인 ‘양자중력론’ 연구에 몰두하였다. 1990년 9월 휠체어에 탄 채 한국을 방문하여 서울대학 등에서 ‘블랙홀과 아기우주’라는 주제로 강연을 가졌다. (--- 두산백과사전)
또한 저명한 과학저술가로서 <시간의 역사> 등을 통해 과학 대중화에 많은 기여를 하였다. <시간의 역사>는 런던 선데이 타임즈 베스트셀러 목록에 최고기록인 237주 동안 실렸으며, 1988년 울프상, <호두껍질 속의 우주>로 2002년 아벤티스 과학 서적상, 영국 왕립 천문학회의 에딩턴 메달, 미국 물리학회의 수리물리학에 대한 대니 하이네먼 상 등을 수상했다.