Ia lahir pada 8 Januari 1942 di Oxford dari keluarga Frank (1905-1986) dan Isobel Eileen Hawking (née Walker; 1915-2013). Ibu Hawking lahir dari keluarga dokter di Glasgow, Skotlandia. Kakek buyutnya yang kaya dari pihak ayah, dari Yorkshire, terlalu meluas membeli lahan pertanian dan kemudian bangkrut dalam depresi pertanian besar pada awal abad ke-20. Kakek buyutnya dari pihak ayah menyelamatkan keluarga dari kehancuran keuangan dengan membuka sekolah di rumah mereka. Meskipun keluarga mereka memiliki kendala keuangan, kedua orang tua menghadiri Universitas Oxford, di mana Frank membaca kedokteran dan Isobel membaca Filsafat, Politik dan Ekonomi. Isobel bekerja sebagai sekretaris untuk sebuah lembaga penelitian, dan Frank adalah seorang peneliti.
kendala keuangan