直到史蒂芬跟伊索贝尔去滑冰，摔倒了却站不起来之后，她才意识到儿子的病情有多严重。费了好大劲离开冰场之后，她把史蒂芬带到一家咖啡厅，逼他说出身体上的问题以及医生的诊断。她坚持要亲自跟医生交流，但她得到的结果依然十分不乐观。
史蒂芬·霍金的病—肌萎缩性侧索硬化症（ALS），十分罕见，当时没有治疗方法，在英国被称作运动神经元病，在美国叫作卢伽雷病。ALS会让脊髓和大脑内控制随意肌运动的神经细胞逐渐衰变。早期症状通常是身体虚弱，双手颤抖，有时会出现口齿不清和吞咽困难。随着神经细胞的衰变，这些细胞控制的肌肉也会萎缩。最终，身体的所有随意肌都会萎缩。虽然除了史蒂芬，其他患上此病的人也有活了几十年的，但绝大多数病人都会在患病两三年后，因呼吸肌萎缩导致的肺炎或窒息而死。ALS不会影响心脏、排泄和性器官的非随意肌，大脑也能够一直保持清醒。对有些人来说这一点是优势，对另一些人来说则是噩梦。晚期的病人经常需要注射吗啡，并不是为了止痛—因为这个病一点也不痛—而是控制恐慌和抑郁。
霍金的一切都改变了。他一如既往地“轻描淡写”，说自己当时的反应是“意识到我得了绝症，可能只有几年的寿命，还是有点吃惊的。我怎么会遇上这样的事？为什么会突遭横祸？不过我在医院的时候，看到对床那个不太熟的男孩死于白血病，他的样子有点惨。显然还有比我情况更糟的人，至少我还没感觉自己病了。我一有惋惜自己的念头，就会想起那个男孩”。
不过，霍金一开始还是陷入了抑郁。他不知道自己该做什么，会变成什么样，病情恶化速度有多快，或者恶化之后是什么样。医生建议他继续读博，但他的博士生涯本就不顺利。这一点对他的打击几乎像病情一样严重。如果他活不到被授予博士学位的那天，读博又有什么意义，不过是在身体逐渐死去的过程中，给大脑找点事做罢了。他在三一学堂的宿舍里难受得闭门不出，不过后来他坚称：
“杂志里对我酗酒的报道是夸大其词了。我觉得自己很悲伤，听起了瓦格纳的乐曲。
“我当时做的梦也让我很不安。在确诊前，我觉得生活很无聊，好像没什么值得做的事。但是出院之后不久，我就梦见自己上了刑场。我突然意识到，如果我能获缓刑，那么我还有许多值得做的事。我还做了好几次牺牲自己拯救他人的梦。如果我无论如何都要死，还不如先做点好事。”
弗兰克动用了他在医学界所有的关系。他联系了所有研究类似疾病的专家，但都一无所获。史蒂芬的医生希望他的病情能够稳定下来，然而他的病情飞速恶化。不久之后，医生就通知他们史蒂芬大概只有两年的寿命了。这时，弗兰克找到施玛，请他帮助史蒂芬提前完成博士论文。施玛了解史蒂芬的潜力，即使知道他命不久矣，依然不同意破例，拒绝了他父亲。
史蒂芬在论文上仍旧没什么进展，他在三一学堂结识的新朋友罗伯特·多诺万在生活上帮了他很多。1963年秋天，多诺万搬到剑桥的亚当斯路1号，霍金在那里已经住了1年。多诺万到的时候，房子里空无一人，后来发现霍金在后院练槌球，还邀请他进屋喝茶。在这所后来被罗宾逊学院拆除的老房子里，两个人结下了一辈子的友情。他们每天晚上都一起穿过柏瑞尔路，从格兰特旅社桥跨过卡姆河去学院吃晚饭，再散步回去。“史蒂芬是我认识的最有趣的人，”多诺万说，“虽然我一开始以为剑桥的人都这样。”霍金当时走起路来已经“起伏不定”，他们常走的路又很不平。多诺万觉得霍金随时有可能摔倒，要做好准备扶住他，又不能表现得太刻意。霍金没有多说自己的病情，只说是免疫系统攻击神经系统引起的。
多诺万是化学专业的，他给霍金讲了自己的研究之后，霍金提出的问题深入又有见地，让他对化学的理解也更透彻了。多诺万有哪一点没有解释清楚，史蒂芬一定要他再试一次。他们一起走路时，“会有人擦肩而过，跟史蒂芬打招呼，但我们不会停下。我们就一直聊着天，继续赶路”。他们晚上一起出去散步的第一年，经常会听着瓦格纳的乐曲，聊到凌晨两三点。
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