斯蒂芬·威廉·霍金于1942年1月8日出生于英国牛津，正值伽利略逝世300周年。父亲弗兰克是毕业于牛津大学的热带病专家，母亲伊莎贝尔于1930年毕业于牛津大学，主修哲学、政治和经济学。
1942年1月，德国纳粹军队几乎每晚都轰炸英国伦敦。这迫使霍金一家从他们在海格特的家搬到牛津避难。他们在霍金出生后返回伦敦。霍金小时候的学习成绩并不出众，但他喜欢设计极其复杂的玩具。据说他曾经用几件废弃的东西做了一台简单的电脑。
成年经历
霍金先后就读于牛津大学和剑桥大学，并获得剑桥大学博士学位。
1959年，17岁的霍金进入牛津大学学院学习自然科学，并在很短的时间内获得一等学位，随后转入剑桥大学学习宇宙学。
1963年，21岁的他不幸被诊断出患有肌萎缩性侧索硬化症，即运动神经元病。当时，医生已经诊断他身患绝症，只能活两年，但他顽强地活了下来。
1965年，23岁，获得博士学位，留在剑桥大学从事研究工作。
1973年，他研究黑洞附近的量子效应，发现黑洞像天体一样发出辐射，辐射温度与黑洞质量成反比，因此黑洞会逐渐变小到辐射，温度会越来越高，之后以爆炸告终。黑洞辐射或霍金辐射（包括德西特空间中的霍金辐射）的发现是极其基础的，统一了广义相对论、量子场论和热力学，也就是弯曲时空的量子场论。。1973年后，他的研究转向了量子引力理论。虽然还没有发展出一个成的理论，但它的一些特征已经被发现。例如，时空在普朗克尺度上并不是扁平的，而是处于粉状状态。量子引力没有纯态，因果关系被破坏，所以不可知性从经典统计物理和量子统计物理上升到第三层次的量子引力。

霍金还试图通过通俗演讲向更广阔的世界传达他的思想：除了经常在英国和美国发表演讲外，他还在1990年代两次访问日本。
霍金曾说过，公众会很好奇为什么一个残疾人会想出那么多宇宙学理论，让他成为大众媒体的宠儿。事实上，他想象自己在星际迷航电视剧“星际迷航：下一代”中与爱因斯坦和牛顿打桥牌；》《表演》在剧中拯救女孩。他还出现在Futurama卡通片的一集中。在动画片“恶搞之家”中，他被一个相似的角色（史蒂夫）模仿。
2006年，他在香港透露，他正与女儿合写一套类似哈利波特的小说，但主题是理论物理而非魔法。
2006年6月，他第三次来华。他带来的，依然是他对宇宙学的较新研究。当他在香港科技大学体育馆发表题为“宇宙的起源”的演讲时，轰动一时，被冠以“受宇宙影响”的“摇滚明星”班招待会。2006年6月19日上午，他在北京人民大会堂为观众讲述了《宇宙本源》。
2009年4月6日，霍金因病取消出国访问，同月20日因病入院治疗，病情不佳。
2012年1月，传出因面部肌肉恶性萎缩，表达能力受到严重影响，有可能无法发出独特的“电脑声音”。
2012年4月6日，在美剧《生活大爆炸》第五季第21集中饰演史蒂芬·霍金教授。主角谢尔顿的同框照片被无数影迷称赞为经典。
2012年，霍金在赵晓凯收藏的北京奥运火炬上按了两个金手印，并题词：“为确保人类的长期生存，我们需要解除所有核武器，促进世界和平！”。
2017年为英国BBC录制纪录片《探索新地球》。

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