Après avoir étudié au collège Eton et à l'université de Cambridge, où il s'inscrit à la Faculté des Sciences Mathématiques et Naturelles (Trinity Hall), Stephen Hawking se spécialise en cosmologie théorique. Ses recherches portent essentiellement sur les trous noirs, l'univers inflatoire et le modèle de l'univers à plusieurs dimensions.
En 1970, il publie avec Roger Penrose ses résultats sur la singularité des trous noirs, qui ont été largement discutés par la communauté scientifique. Deux ans plus tard, il propose le principe cosmologique d'Hawking-Penrose, qui définit les conditions de formation de trous noirs.
En 1974, Hawking découvre que les trous noirs peuvent émettre des ondes graves appelées rayons cosmiques de Hawking. Cette découverte a eu une grande importance pour le développement de la théorie quantique des champs et a conduit à la formulation de l'unification des forces fondamentales dans le cadre de la supergravity et des modèles M.
Stephen Hawking est considéré comme l'un des plus grands cosmologistes de tous les temps. Il est connu pour son livre "A Brief History of Time" (1988), qui a fait connaître la théorie de la relativité générale au grand public et a été traduit dans de nombreuses langues.
En 2014, il lance son dernier ouvrage posthume intitulé "Brief Answers to the Big Questions", où il exprime ses pensees sur le futur de l'humanité, la vie après la mort et la question de l'intelligence artificielle.
Stephen Hawking a reçu de nombreux prix pour sa carrière scientifique exceptionnelle, notamment la Médaille Albert Einstein (1975), le Prix Wolf (1978) et la Médaille Copley de la Royal Society (2006).
En 1985, il est nommé professeur de cosmologie à la Faculté des Sciences Mathématiques et Naturelles de l'université de Cambridge.