[[Tiedosto:Physicist Stephen Hawking in Zero Gravity NASA.jpg|thumb|Stephen Hawking painottomassa tilassa.]]
Hawking liittyi [[Institute of Astronomy]]n henkilökuntaan vuonna [[1968]]. Oltuaan virassa viisi vuotta hän siirtyi Cambridgen yliopiston sovelletun matematiikan ja teoreettisen fysiikan laitokselle. Hawkingista tuli Cambridgen yliopiston gravitaatiofysiikan professori vuonna 1977, ja kaksi vuotta myöhemmin hän sai [[Lucas-professuuri]]n.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = https://theconversation.com/from-newton-to-hawking-and-beyond-a-short-history-of-the-lucasian-chair-40967 | Nimeke = From Newton to Hawking and beyond: a short history of the Lucasian Chair | Tekijä = Orrman-Rossiter, Kevin & Saletta, Morgan | Julkaisu = The Conversation | Viitattu = 8.1.2020}}</ref> Vuosina 1965–1970 Hawking tutki [[singulariteetti]]a yleisen suhteellisuusteorian avulla ja laati tämän tuloksena uudenlaisen matemaattisen mallin, jonka avulla singulariteetteja voidaan tutkia. Hawking teki lukuisia tutkimuksia [[Roger Penrose]]n kanssa, joka oli tuohon aikaan Lontoossa [[Birkbeck College]]ssa. Vuodesta [[1970]] eteenpäin Hawking alkoi soveltaa keksintöjään mustiin aukkoihin.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = https://www.iflscience.com/space/black-holes-arent-black-thought-says-stephen-hawking-new-theory/ | Nimeke = Black Holes Aren't As Black As Thought, Says Stephen Hawking In New Theory | Tekijä = O`Callaghan, Jonathan | Ajankohta = 25.8.2015 | Julkaisu = IFLScience | Viitattu = 8.1.2020}}</ref>
Samaan aikaan Hawkingin sairaus paheni entisestään, ja hän joutui vaihtamaan kävelykeppinsä kainalosauvoihin. Myös hänen puheensa muuttui entistä epäselvemmäksi. Cambridgessa Hawking alkoi saavuttaa mainetta tutkijana, ja joissakin piireissä hänestä puhuttiin jo ”uutena [[Albert Einstein|Einsteinina]]”.<ref>White & Gribbin 1992, s. 91.</ref> Hawking sai myös lapsen vaimonsa Janen kanssa, mutta koska Hawking itse ei voinut sairautensa takia osallistua kotitöihin, jäivät ne kokonaisuudessaan hänen vaimonsa hoidettaviksi. Vaimo onkin myöhemmin kuvaillut ensimmäisiä avioliittovuosia:
