Sau khi có kết quả chẩn đoán, Hawking rơi vào trầm uất; mặc dù các bác sĩ khuyên ông tiếp tục học hành, ông cảm thấy chẳng còn mấy ý nghĩa. Tuy nhiên cùng thời gian đó, mối quan hệ của ông với Jane Wilde, bạn của em gái ông, người mà ông gặp ít lâu trước khi chẩn đoán bệnh, tiếp tục phát triển. Hai người đính hôn vào tháng 10 năm 1964. Sau này Hawking nói rằng việc đính hôn đã "cho ông điều gì đó để sống vì nó." Mặc cho căn bệnh ngày càng diễn tiến xấu đi-Hawking bắt đầu khó có thể đi mà không có giúp đỡ, và giọng của ông hầu như không thể hiểu được-ông giờ đây quay trở lại công việc với niềm hứng thú. Hawking bắt đầu nổi danh về trí tuệ xuất chúng cũng như tính cách ngược ngạo khi ông công khai thách thức công trình của Fred Hoyle và sinh viên của ông này, Jayant Narlikar, trong một bài thuyết trình tháng 9 năm 1964.