斯蒂芬·威廉·霍金，1942年1月8日出生于英国牛津。他的父亲弗兰克与母亲伊莎贝尔都就读于牛津大学。弗兰克主修医学，伊莎贝尔学习哲学、政治学和经济学。第二次世界大战爆发后，弗兰克原本想要从军报国，上级认为他如果从事研究工作可以对国家给出更有价值的贡献，他于是在一所医学研究院任职研究员，伊莎贝尔也在这所研究院找到一份秘书工作。
在此期间，尽管两人都忙碌于工作，但是他们依然尽力对霍金进行亲自抚养。然而，1942年3月，伊莎贝尔发现自己怀孕了，而就在此前不久，上级告知弗兰克他即将被派往前线，而且他们已经将伊莎贝尔怀孕的消息告诉了弗兰克。在弗兰克不在身边的那段时间，伊莎贝尔必须独自面对和解决一系列生活问题。尽管如此，她仍然努力给霍金营造一个良好的成长环境。
霍金出生几个月后，弗兰克被派往叙利亚参加沙漠战争。伊莎贝尔和两岁的霍金留在牛津。伊莎贝尔曾回忆：“我们非常想念他，我始终坚信战时短暂的离别对于家庭是极为艰难的。但是在战争年月中，每个人都必须做出牺牲。”
1945年，战争结束之后，霍金一家重新团聚并搬到伦敦居住。此时弗兰克已经结束在军事服务方面的服务，他在伦敦国王学院任职研究员，伊莎贝尔也找到了一份秘书的工作。由于家庭经济情况有所好转，他们搬到了距离国王学院不远的一栋住宅。此后不久，弗兰克因身体状况不佳而退休，伊莎贝尔则辞去秘书工作，以便在家照顾霍金以及其他家务。
在读书期间，霍金表现出了非凡的智慧和学习能力。他在1959年从圣奥尔本斯高中毕业并以a-level：数学、物理及拉丁文奖学金资格考入牛津大学赫特福德学院学习自然科学。然而在1962年霍金转到剑桥大学攻读博士学位时，他的父母感到担忧。因为霍金的身体状况一直以来都不是很好，他们不希望他离家太远。然而霍金却坚持要到剑桥攻读博士学位。在剑桥大学攻读博士学位期间霍金遇到了他的导师弗雷德·霍伊尔以及同学兼好友邓尼斯·西阿玛等一批优秀的科学家和学者。在他们的帮助指导下霍金开始进行有关黑洞和宇宙大爆炸等问题的研究。他的研究成果不仅使他自己获得了丰硕的科研成果还推动了整