正當霍金的事業和家庭不斷有好消息傳來的時候，他的身體情況卻不可逆轉地越來越糟。到1969年，霍金行走越來越慢，邁出的步子越來越小，也越來越搖擺不定。這給簡帶來了很大的困難，因為羅伯特與他的爸爸恰好相反，跑得越來越快。
於是一個在前面跑，一會兒不見了蹤影，讓她不安；一個卻必須由她扶著慢慢地搖晃著前進。後來，因為霍金在學術上又得了一個獎，他們買了一輛汽車，於是簡可以開車將霍金送到辦公室或講課處附近。每次停車後，羅伯特就衝出汽車，穿過彎彎曲曲的道路跑進課堂，坐到最後一排。於是出現了一個有趣的場景：每次羅伯特一露面，課堂裡的學生就知道霍金再過5分鐘必然走進課堂。
在霍金的研究成果越來越引起科學界重視的同時，人們沮喪地發現，由於肌肉萎縮症的不斷發展，霍金的身體越來越嚴重地受到病症的折磨。但他決不向疾病屈服，這就是他對待生活的態度。
簡說：「史蒂芬對自己的疾病不做任何讓步……而我則決不退出他的生活。」
這就是多年來，儘管霍金遭受著常人難以想像的痛苦和困難，卻能頑強生活下去的原因；也是簡能克服一切外人無法想像的艱難，努力讓全家過上一種比較正常的生活的原因。
到了20世紀60年代末，霍金最後的抵抗失敗了，他不得不做出讓步：同意用輪椅代步。坐輪椅對霍金和簡都意味著重大的變化。對霍金來說，坐上輪椅，表明他終於面對現實地承認了身體給他帶來的不幸；不過，他也並沒有因為自己的某种放棄而消沉和沮喪，反而十分快樂，覺得自己可以更方便地到各處走動。對簡來說，她照料霍金的擔子總算減輕了。對後來疾病的發展，霍金曾在回憶中寫道：
直到1974年我還能自己吃飯並且上下床。簡設法幫助我，並在沒有外來幫助的情形下帶大兩個孩子。然而此後情形變得更困難，這樣我們開始讓我的一名研究生和我們同住。報酬是免費住宿和我對他研究的高度重視，他幫助我起床和上床……這樣一直持續到1985年我得了肺炎為止。我必須做穿氣管手術，從此我便需要全天候護理。
兩個小孩誕生並長大的期間，也正是霍金被疾病日益蠶食他的肌肉，使他能夠運動的部位越來越少的時候，與此同時，霍金關於黑洞的研究，卻奇蹟般地取得了令人驚愕的進展，而他本人也被譽為「宇宙的主宰者」。
這與霍金先天的記憶力和患病後的鍛鍊有很大關係。霍金的研究涉及的數學問題日益難以對付，那些闡明黑洞物理學的方程式極其複雜，而他的病情又使得他既不能用紙筆，也不能用打字機，於是，這迫使他把一切都記在大腦裡。後來，他不用心算就可以巧妙地在大腦裡處理這些方程式。久而久之，關於霍金的記憶力就有了許許多多的傳言。他的一個朋友說：
「在最近的一次研討會上，人們看到霍金在黑板上寫滿像五線譜一樣複雜的數學式子時，就一定會想到霍金似乎就像莫扎特在他的頭腦中創作和演奏一部完整的交響樂一樣。我想，任何參加會議的人都會同意我這個比喻。」
的確，具有超常的記憶力毋庸置疑是霍金的一大優勢。約翰·博斯勞在他的《超越黑洞：史蒂芬·霍金的宇宙》（Beyond the Black Hole：Stephen Hawking）一書中詳細記敘了一件事，充分展示了霍金把一切都詳盡地記在腦中的本事：
「霍金的一個學生告訴我，有一次他開車送霍金去倫敦參加一個物理學會議，車上霍金提起多年前他在讀過的一本書上發現了一個小小的錯誤，他還記得錯誤出現的頁碼。」
一位為霍金工作的秘書說起過另一件軼事：
「有一次霍金憑記憶口述了滿滿40頁紙的方程式，24小時以後他還記得口述時的一個小小錯誤。」
就在羅伯特出生後不久，霍金雄心勃勃地要與他的同學喬治·埃利斯合寫一本宇宙學方面的書，主要是寫經典的宇宙學，不準備涉及他們最新的研究成果。他們兩人分配了各自的寫作任務，前後總共花了六年的時間才寫完。在開始寫這本書的時候，霍金的手已經僵硬得不能寫字，他只好將他要寫的東西口述給伊利斯。
到1973年前後，他們的書《時空大尺度結構》終於寫完。恰好這時劍橋大學出版社準備出版一套學術著作，於是這本書就順利地在1973年出版了。這一著作不僅僅奠定了霍金在學術上的重要地位，而且它很受歡迎，直到今天它仍然被看作是宇宙學專業中的經典之作。這年霍金31歲。
這本書寫得非常深奧，如果不是宇宙學方面的專家，是絕對看不懂的；某些專業研究者如果偏重於實驗研究，也看不懂這本書。這兒有一件趣事值得一提。有一天，霍金到倫敦皇家天文學會做報告，在回家的路上遇見射電天文學家約翰，約翰告訴霍金：
「我買了一本您的書。」
「是嗎？ 您看了以後有什麼意見？」
約翰聳了一下肩膀說： 「我原以為可以看到第十頁，但是讀到第四頁就讀不下去了，太難，太深奧，看來我只得放棄了！」
在寫這本書的同時，霍金還在與彭羅斯繼續研究黑洞。霍金晚上上床睡覺時動作相當緩慢，這不僅僅是由於他的肌肉僵硬，而且也是由於他的注意力常常不由自主地轉移到正在研究的問題上。
在女兒出生後不久的一天晚上，他上床的時間比往日長得多，直到第二天簡才知道其中的原因。原來他大腦中突然不斷地浮現出的黑洞幾何圖形，使他把宇宙學和一門古老的物理學理論——熱力學聯繫起來了，黑洞有時會相互碰撞，就像兩個星球有時會相互碰撞一樣。他和彭羅斯已經證明，兩個黑洞相撞時，兩個黑洞並成一個，而且合併後表面積不可能變小，幾乎總是大於原先兩個黑洞表面積的總和。這個結果老是在霍金大腦裡遊來蕩去，它們化成了幾何圖形，忽而重疊，忽而分離，讓霍金感到心蕩神移，無法自抑。
……
1973年初，霍金和彭羅斯開始用熱力學作為一種模擬的方法，希望找到一個模型來研究黑洞的性質。因為黑洞的行為太奇怪，不借用一種現成的模型來研究，人們幾乎不知所措。在思維方法中，這叫作「類比法」。但是，無論是霍金還是彭羅斯，他們只不過是借用熱力學的一些方法做一個類比而已，根本沒有認識到熱力學定律真的能夠用到黑洞理論中，霍金更沒有想到因此他會與一位美國年輕物理學家發生激烈的爭論，而爭論的焦點正是熱力學定律到底能不能真的用來研究黑洞。這次爭論讓霍金嘗到了失敗的滋味。但是，因為能迅速認識錯誤，反而使得他對黑洞理論有了巨大的、帶有原創性的認識突破。有道是：失敗為成功之母。此之謂也！