สตีเฟน ฮอว์กิงเกิดเมื่อวันที่ 8 มกราคม พ.ศ. 2485 ที่เมืองออกซฟอร์ดไชร์ ประเทศอังกฤษ ในวัยเด็กเข้าเรียนหนังสือที่โรงเรียนเซนต์แอลแบน จากนั้นเข้าศึกษาต่อสาขาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด และรับปริญญาตรี เกียรตินิยมอันดับ 1 เมื่อปี พ.ศ. 2505 ต่อมาได้เข้าศึกษาที่ทรินิตีคอลเลจ มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ในสาขาจักรวาลวิทยา และได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิตเมื่อปี พ.ศ. 2509 หลังจากนั้นก็ได้รับการคัดเลือกเป็นนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด

ในต้นทศวรรษที่ 1960 (ประมาณ พ.ศ. 2503-2508) สตีเฟน ฮอว์กิงก็มีอาการที่เรียกว่า amyotrophic lateral sclerosis (ALS) อันเป็นอาการผิดปกติของระบบประสาทโดยไม่ทราบสาเหตุ โดยมีผลกับประสาทสั่งการ (motor neurons) นั่นคือ เส้นประสาทที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของ กล้ามเนื้อ กล้ามเนื้อส่วนนั้นจะอ่อนแอลงจนเกือบเป็นอัมพาต แต่เขายังคงทำงานวิชาการต่อไป