霍金對物理學情有獨鍾，在當時的學術界，物理學有兩個明顯的研究方向：一個是具有明確理論框架的宇宙學，這基於愛因斯坦的廣義相對論；另一個研究方向是基本粒子物理學，但這個方向還很不成熟——在霍金看來，除了發現更多的粒子，它更像是在研究植物學。所以，霍金把目光鎖定在了宇宙學上。
然而，霍金在劍橋的求學之路，並非一帆風順。
在牛津大學的畢業考試中，霍金申請報考劍橋大學的宇宙學研究生，選擇的導師是著名的天文學家弗雷德·霍伊爾，他曾在20世紀60年代與美國的天文學家威廉·福勒共同提出了恒星內部元素起源理論。但是由於霍伊爾的學生已經滿員，霍金就被分配到了一位名叫丹尼斯·西阿馬的導師名下，在霍金看來，西阿馬是一位名不見經傳的人物，這令他大為失望。但是，任何事情都有兩麵性，因為霍伊爾的名氣太響，他常常被國家派去與美國的天文學家接洽從事天文研究，所以基本不在國內，這也就無法正常對學生進行輔導。而西阿馬不同，他是一位潛心致學的導師，總會花很長時間與學生一起討論研究，也給了霍金很大的幫助和鼓勵，這是霍金沒有想到的，他很慶幸自己能夠遇到西阿馬導師。
但是霍金又麵臨著一個難題：廣義相對論中存在大量的運算，而霍金在牛津大學時由於父親的反對，並沒有攻讀數學係，當然，霍金的大學生活也是非常慵懶的。這令他很是苦悶，因為若是缺乏運算的能力，就意味著無法深層次了解廣義相對論的相關理論。霍金意識到自己需要格外努力了，於是在夜晚走廊裏略顯昏暗的燈光下，總能見到他認真思索的身影。也許回想起從牛津到劍橋的日子，霍金會有些誇張地生起“少壯不努力，老大徒傷悲”的感慨。