ב-1787 נסע בטהובן הצעיר לעיר וינה בפעם הראשונה, מתוך כוונה להיפגש, בין היתר, עם מוצרט, שהיה אז כבן שלושים. לא ברור אם פגישה כזו אכן התקיימה ואם כן, מה קרה בה. לפי דעה אחת בטהובן פגש שם את מוצרט וניגן לפניו וכשזה האזין לנגינתו, אמר: "יש לשים לב אליו - יבוא יום והעולם כולו ידבר אודותיו". בטהובן נאלץ לחזור לביתו במהרה עקב גסיסת אמו ממחלת השחפת. מאז ביקורו הראשון בווינה חלם בטהובן לחזור למרכז המוזיקה החשוב באותם ימים ולהגשים שם את שאיפותיו. עם מותה של אמו, כשהיה בן 17, השתנה אורח חייו באופן קיצוני. הוא ביכה אותה במשך ימים רבים ועתה, בגלל האלכוהוליזם המחמיר של אביו, גם נאלץ לגדל ולפרנס את שני אחיו הצעירים. בטהובן מצא את פרנסתו במתן שיעורי נגינה. בבית משפחתו של אחד מתלמידיו הכיר את כתביו של יוהאן וולפגנג פון גתה, אותו פגש אישית מאוחר יותר. בטהובן החל לצאת לבדו לטיולים ארוכים מחוץ לעיר, ולרשום מנגינות שעלו בדעתו בפנקס קטן - הרגל שליווה אותו כל ימיו. ממנגינות קצרות אלו היה מפתח לאחר מכן את יצירותיו.
בגרותו.
בתחילת שנות העשרים לחיי בטהובן התעכב המלחין יוזף היידן בדרך מקרה בעיר בון בדרכו ללונדון, ושוב בדרכו חזרה לווינה. באחד הביקורים האלה פגש את בטהובן, שהראה לו קנטטה שחיבר, והיידן התרשם ממנה לטובה. נסיך העיר בון החליט, כי בטהובן ייצא ללמוד אצל היידן ודאג לממן את לימודיו ואת שהותו בעיר. בטהובן עבר לווינה ב-1792. הוא השתקע בעיר בהמלצת הרוזן ולדשטיין (Waldstein). בטהובן ראה בסיכוי ללמוד הלחנה אצל היידן פיצוי על החמצת הלימוד אצל מוצרט, שמת שנה לפני כן, לאחר כעשור שבו התערער מעמדו החברתי והפסיק לקבל תלמידים. אולם הקשר עם היידן לא עלה יפה. היידן כבר היה מבוגר מדי, שבע הצלחה ומפורסם בעולם כולו, ובטהובן המרדן לא הסב לו נחת. כמו רבים אחרים גילה היידן, כי אי אפשר להציב גבולות לעצמאותו של בטהובן הצעיר ולא ניתן לכבול את רוחו. השיעורים באו לקיצם בשנת 1794 כאשר היידן נסע לאנגליה. ידוע כי היידן היה מכנה את בטהובן "המונגולי הגדול". זאת כנראה בשל מראהו של בטהובן באותם הימים - בחור גוץ וגס למראה, שנחשב לחסר נימוסים, חם-מזג ועקשן.
מהווידוי שבצוואתו של בטהובן מתבררת הסיבה למוניטין שיצא לו כאדם גס רוח. בטהובן נאלץ להסתיר את אובדן השמיעה ההולך ומחמיר שלו, שנחשב אז לדבר שראוי להתבייש בו. בשל לקותו התקשה להבין את דברי זולתו והדבר תסכל אותו. הם מצידם לא הבינו מדוע דבריהם מעלים את חמתו. תקריות אלה הלכו ותכפו, וכאשר הייתה חירשותו של בטהובן מוחלטת, חשבו הבריות שהוא מתעלם מדבריהם - הם נואשו מלצפות ממנו לתגובות מנומסות ומאוזנות והוא התייאש מקבלת יחס סלחני ומבין. הנתק בין בטהובן לציבור הגיע לשיאו בעת שהקהל באולם הקונצרטים, המלא מפה לפה, קיבל בתשואות סוערות את ביצוע הבכורה של הסימפוניה התשיעית, אך בטהובן, שלא ראה ממקומו על דוכן המנצח את הקהל המריע מאחוריו, חשב שאיש אינו מוחא כפיים ועל כן לא הסתובב אל הקהל ולא השתחווה. על פי השמועה, בשלב זה קם הכנר הראשי (לפי סטנלי, אחד הסולנים) והפנה אותו בעדינות אל הקהל, כדי שיווכח במו עיניו במה שחירשותו העלימה מידיעתו.
על אף השם שיצא לו כאדם גס רוח, החל בטהובן קושר קשרים בווינה עם משפחות אצולה רבות השפעה וזכה להצלחה כפסנתרן בחצר הקיסר ובקונצרטים חשובים אחרים, כן לימד רבים מבני האצילים ופרסם יצירות חדשות כל העת. דומה שכולם העריכו את כישרונו בנגינה, בניצוח ובהלחנה. יצירותיו הראשונות שנשאו מספרי אופוס, שלושת הטריו לפסנתר, כינור וצ'לו בוצעו בשנת 1795. בטהובן החל בקריירה, שבה המשיך כל חייו: במקום לעבוד בשביל פטרון קבוע כמו הכנסייה או חצר אצולה (כשם שנהגו רוב המלחינים לפניו), עבד באופן עצמאי, אך עם זאת כתב לעיתים קרובות עבור פטרונים מזדמנים. הוא ביסס עצמו כלכלית דרך שילוב של מלגות שנתיות או מתנות בודדות מאנשי האצולה, הכנסות מביצועים בציבור, קונצרטים ושיעורים, ומכירות של יצירותיו.
חייו האישיים.
בטהובן נמשך לאישה בלתי ניתנת להשגה, הנשואה לאציל, ומעולם לא נישא. פרשיית האהבה היחידה שלו עם אישה מוכרת החלה ב-1805 עם ז'וספין פון בראונשוויג, אלמנה ואם לארבעה ילדים קטנים, שעם כל ידידותה הקרובה וחיבתה אל בטהובן, הסתייגה מהידוק הקשרים ומן האינטימיות שבטהובן חפץ בה. 13 מכתבים שהוחלפו ביניהם והתפרסמו בשנת 1957 מלמדים על הקשר ביניהם ועל רצונם להסתיר את קרבתם מבני משפחת פון בראונשווייג, בין השאר בשימוש בגוף שלישי המסויג ולא בגוף שני, האינטימי. הפער החברתי בין השניים היה אחד הגורמים להסתייגותה של פון בראונשוויג, כיוון שלא יכלה להתחתן עם פשוט-עם בלי לאבד את ילדיה, אך גם לאישיותו הקשה והבעייתית של בטהובן היה חלק בדבר. בשנת 1810 נישאה פון בראונשוויג בשנית.
ב-1812 כתב בטהובן מכתב אהבה ארוך לאישה המזוהה רק כ"אהובה נצחית". ישנם המאמינים, שתקופת היצירתיות הנמוכה של בטהובן בערך בשנים 1812–1816 נבעה מדיכאון עקב הבנתו שלעולם לא יינשא. בטהובן לא פרסם דבר בתקופה זו, אך דווקא בשנת 1816 הלחין כמות גדולה מאוד של יצירות.
בטהובן היה בקשר עם המלחין טוביאס האסלינגר, אשר פרסם את יצירותיו (ויצירותיהם של מלחינים גדולים אחרים). ובטהובן יצר עמו קשר. לפי המסופר, הם היו חברים טובים. וקיימים מכתבים רבים של בטהובן להאסלינגר ולהפך. ואפילו נראה כי בטהובן נהנה בחברתו של האסלינגר.
בטהובן בעל הנפש המורדת לא השלים עם משמעת בחייו, תכופות הסתבך במריבות, התקשה בניהול ביתו ומשרתיו, לא הקפיד על לבושו והיה "מכור לתעלולים". הוא התווכח עם קרובי משפחתו ועם אחרים (כולל המאבק הציבורי הכואב בנושא אחיינו קארל, תחילה על האפוטרופסות עליו ואחר-כך נגדו), והחזיק בהרגלים אישיים מוזרים, ביניהם לבישת בגדים מלוכלכים. בהדרגה התכנס בטהובן יותר ויותר אל תוך עצמו ואל תוך המוזיקה שלו; הוא לא יכול היה עוד ליהנות מחברת אחרים, והמשיך את חייו כאיש גלמוד ועצוב. שנות חייו האחרונות היו מרירות וחסרות ביטחון כלכלי.
בריאותו ומותו.
מצבו הבריאותי של בטהובן היה רע לעיתים קרובות. לפי אחד ממכתביו, כאבי הבטן החלו כשהיה עוד בעיר בון וכך ניתן לקבוע שאירעו לפני 1792. בשנת 1826 התדרדרה בריאותו באופן חריף, ודיווח הנתיחה שלאחר המוות מציין בעיות רציניות בכבד, בשלפוחית השתן, בטחול, ובלבלב.
אין הסכמה כללית לגבי הגורם המדויק למותו של בטהובן; אנליזה של תלתל משערו של בטהובן, שנגזר מראשו יום לאחר מותו, וכן חלק מגולגולתו, שנלקח מהקבר ב-1863, מראים שייתכן שהרעלת עופרת תרמה לבריאותו הגרועה ולבסוף למותו. שני הפריטים נמצאים כיום במרכז בטהובן בסן חוזה שבקליפורניה. מקור הרעלת העופרת אינו ידוע, אך ייתכן שהיו אלה דגים, תרכובות עופרת המשמשות להמתקת יינות, או כלי קיבול של שתייה עשויים בדיל.
אולם, לא סביר שהרעלת העופרת הייתה הגורם לחירשותו של בטהובן, שיכלה להיות תוצאה, לדעת מספר חוקרים, של הפרעה מחלה אוטואימונית כמו זאבת. ניתוח השיער לא גילה כספית, ממצא התואם את האבחנה, שלבטהובן לא הייתה עגבת (כספית שימשה לטיפול בעגבת באותם ימים). העדר מטבוליטים של תרופות מלמד על האפשרות, שבטהובן נמנע מנטילת משככי כאבים ותרופות הרגעה.
בחודש דצמבר 1826 תקף את בטהובן צינון קשה, והמחלה החמירה והייתה לדלקת ריאות. בטהובן מת ב-26 במרץ 1827, לאחר חולי ארוך, באמצעה של סופת רעמים עזה. היו שאמרו, כי מילותיו האחרונות היו: "בשמיים אשמע".
בטהובן נקבר בבית הקברות ווארינגר, שם נטמנה, כעבור עשרים חודשים, גופתו של פרנץ שוברט בקבר סמוך לשלו. בשנת 1888 הועברו קבריהם של שוברט ושל בטהובן לבית הקברות המרכזי בווינה, לצד קברו של יוהאן שטראוס (האב); מאוחר יותר (בשנת 1897) נקבר לצדם גם יוהנס ברהמס.
יצירתו.
הקריירה של בטהובן כמלחין מתחלקת בדרך כלל לתקופה המוקדמת, האמצעית והמאוחרת.
התקופה המוקדמת.
בתקופה המוקדמת, בטהובן נראה כמחקה את מקורות ההשראה הגדולים שלו, היידן ומוצרט, ובמקביל חוקר כיוונים חדשים ומרחיב בהדרגה את ההיקף והשאיפות של יצירותיו. יצירות משמעותיות בתקופה המוקדמת הן הסימפוניה הראשונה והשנייה, שש היצירות הראשונות לרביעיית כלי קשת, שני הקונצ'רטי הראשונים לפסנתר, ועשרים הסונאטות הראשונות שלו לפסנתר, הכוללות את "הפתטית" ו"סונאטת אור הירח".
התקופה האמצעית.
בתקופה האמצעית, החלה הירידה בשמיעתו של בטהובן, ובאחד ממכתביו מתוארים אף צפצופים באוזניים. התקופה ידועה ביצירות בעלות סולמות רבים, חדורות גבורה ומאבק; אלה כוללות רבות מן המפורסמות ביותר ברפרטואר המוזיקה הקלאסית. יצירות התקופה האמצעית כוללות שש סימפוניות (הסימפוניות ה-3 עד ה-8), שלושת הקונצ'רטי האחרונים לפסנתר, הקונצ'רטו המשולש, הקונצ'רטו היחיד לכינור, חמש יצירות לרביעיית כלי קשת (מס' 7 - 11), שבע הסונאטות הבאות לפסנתר, הכוללות את "ולדשטיין" ו"אפאסיונטה", והאופרה היחידה שלו - פידליו.
התקופה המאוחרת.