그는 한동안 우울증에 시달렸으나, 곧 삶에 대한 희망을 되찾고 우주 연구에 매진했다. 1960년대 특이점 정리, 1970년대 블랙홀 증발 이론(호킹 복사 이론) 그리고 1980년대 무경계 우주론 등 획기적인 이론들을 잇달아 발표하면서 우주의 기원과 본질에 대한 연구를 이끌어왔고, 과학자로서의 인생의 꽃을 피워나갔다. 이같은 업적으로 1974년 32세의 나이로 최연소 영국왕립학회 회원이 되었다. 1979년에는 케임브리지 대학의 최고 명예인 루카시언 석좌교수에 임명되었고, 현재는 명예교수로 있다.
호킹은 또 1985년 폐렴 때문에 기관지를 잘라내는 수술을 받아 목소리마저 잃어버렸고, 손가락도 두 개만 쓸 수 있다. 하지만 그는 이런 신체 장애를 딛고 1988년 우주의 역사와 시공간 개념을 쉽게 풀이해 쓴 세계적 베스트셀러 <시간의 역사>를 출간했다.
호킹은 루게릭병에 걸린 2년 뒤 제인 와일드와 결혼했다. 그리고 둘 사이에서 세 명의 자녀를 낳았다. 제인은 25년간 호킹 박사를 헌신적으로 보살폈다. 하지만 호킹의 병이 악화되자 그녀는 견디기 힘든 외로움을 느꼈다고 한다. 호킹의 허락을 받고 딸의 피아노 교사와 교제를 했을 정도이다. 게다가 신실한 로만 가톨릭 신자였던 제인은 무신론자인 호킹과의 사상적 갭을 극복하기 힘들어 했다. 결국 1990년, 이들은 25년에 걸친 결혼 생활에 종지부를 찍었다.
그리고 1995년 호킹은 자신의 간호사인 일레인 메이슨과 재혼했다. 일레인 또한 호킹과 결혼하기 위해 이혼했다. 아이러니하게도 그녀의 전 남편은 호킹에게 컴퓨터 음성 합성기를 만들어준 컴퓨터공학자 데이비드 메이슨이다.
하지만 두 사람의 행복은 오래가지 않았다. 2000년대 초부터 일레인이 호킹에 대해 상습적으로 폭행과 폭언을 한다는 소문이 퍼지기 시작했다. 실제로 호킹은 목에 면도날로 그은 상처나 타박상을 입은 채 병원에 실려오기도 했다. 이를 보다 못한 호킹의 전담 간호사들이 2004년 일레인을 고소했지만, 호킹은 일레인이 상습적으로 구타를 했다는 것을 부인(否認)했다. 그가 그렇게까지 하면서 아내를 곁에 두고 싶어 했던 것은 지독한 외로움 때문이 아니었을까. 결국 이들은 2006년 법원을 통해 이혼했다. 현재 호킹 박사는 케임브리지에서 살고 있으며, 세 명의 자녀와 한 명의 손자를 두고 있다.
