Fu in questo decennio che Beethoven raggiunse celebrità internazionale; fu sempre in questi anni, purtroppo, che si manifestarono con particolare veemenza disturbi all'udito di cui il compositore aveva avvertito i primi sintomi a partire dal 1798. Mai molto incline alla vita mondana, con l'aggravarsi del disturbo Beethoven si isolò progressivamente, ritirandosi a trascorrere periodi sempre più lunghi nella quiete di Heiligenstadt, nella campagna viennese, ritornando a Vienna di rado. Risale al 1802 il "Testamento di Heiligenstadt", una lettera indirizzata ai due fratelli, nella quale Beethoven confida la propria crescente angoscia di fronte alla prospettiva della completa sordità. Dopo il 1805 il suo comportamento divenne sempre più scostante, le esibizioni in pubblico si fecero sempre più rare, sino a concludersi nel 1814.

I resoconti degli amici ci descrivono Beethoven come un uomo costantemente innamorato, anche se, purtroppo, sempre di donne irraggiungibili. Nella sua lettera all'"amata immortale" (verosimilmente mai spedita e databile ora verso il 1812), Beethoven esprime sentimenti contrastanti nei confronti di colei che probabilmente fu l'unica a ricambiarne l'affetto. La donna è stata identificata probabilmente in Josephine di Brunswick, moglie di un mercante di Francoforte. Si può supporre che il senso morale di Beethoven e le sue riserve nei confronti del matrimonio abbiano determinato la rottura, da parte del compositore, di una relazione che dovette essere problematica e frustrante.

Nel 1815, alla morte del fratello maggiore Casper Carl, il compositore decise di farsi carico della tutela del nipote Carl di nove anni. Arrivò persino a sottrarlo legalmente, grazie ai favori dell'arciduca Rodolfo, alla madre riuscendo a farsi affidare il ragazzo nel 1820. Per quanto animato da buoni propositi, Beethoven non era certo un genitore ideale e il difficile rapporto tra i due culminò con il tentativo di suicidio di Carl, nel 1826.

A partire dal 1818 Beethoven, diventato quasi totalmente sordo, affidò i suoi rapporti con il mondo esterno ai "quaderni di conversazione", mediante i quali rispondeva ai suoi rari interlocutori. I quaderni furono circa quattrocento: affidati alla custodia di Anton Schindler, suo allievo e "segretario", che fu al suo fianco negli ultimi anni, dopo la morte di Beethoven vennero quasi tutti distrutti secondo la sua volontà. Oggi ne restano 137.

Fatta eccezione per la prima esecuzione della Nona Sinfonia e di parti della Missa solemnis (1824), negli ultimi anni la musica del compositore tedesco circolò soprattutto all'interno di una cerchia di estimatori. Non per questo, tuttavia, il prestigio e la fama vennero meno: Beethoven fu sempre circondato dall'affetto sincero dei viennesi e i suoi funerali vennero accompagnati da decine di migliaia di persone.

Le opere del ciclo "eroico" (1802-1812) rappresentano un'amplificazione delle forme rigorose applicate da Haydn e Mozart. Ciò è particolarmente evidente in capolavori di dimensioni mai prima osate, come la sinfonia Eroica e il Concerto per pianoforte n. 5, Imperatore (1809); o anche in opere di struttura formale più controllata, come la Sinfonia n. 5 (1808) e la Sonata per pianoforte op. 57, Appassionata (1805). In questi lavori, l'arricchimento tematico e l'effetto di contrasto armonico, prodotto attraverso la manipolazione di tonalità opposte, raggiungono notevoli effetti d'espressività.

Il completamento dell'Ottava Sinfonia e la disillusione nei confronti dell'"amata immortale" lasciarono Beethoven, nel 1812, in un clima di travaglio e di incertezza creativa. La fecondità del decennio precedente si attenuò. Per le poche opere degli anni seguenti, come il ciclo di Lieder op. 98 An die Ferne Geliebte (All'amata lontana, 1816) e la Sonata per pianoforte in la maggiore op. 101 (1817), Beethoven usò in maggior misura un approccio sperimentale, ravvivando ed espandendo ulteriormente quelle strutture musicali più libere che già aveva impiegato nelle opere del periodo a cavallo tra la fine del XVIII secolo e l'inizio del XIX. Sono queste composizioni, per così dire "aperte" o "cicliche", che eserciteranno la maggiore influenza sulla generazione romantica.

Nel 1818 Beethoven inaugurò un secondo ciclo del suo stile "eroico". La svolta è segnata dalla Sonata per pianoforte in si bemolle maggiore op. 106, Hammerklavier, di ampiezza e difficoltà tecniche senza precedenti. Le opere dell'ultimo periodo beethoveniano non sono più raggruppabili in cicli, e neppure solo a coppie, presentandosi ognuna con una propria definita individualità. Quello che non venne mai meno, comunque, fu l'anelito agli ideali umanitari e il richiamo alla libertà e alla fratellanza: si trattasse di temi universali, come nella Nona Sinfonia e nella Missa solemnis, oppure di motivi più intimi e vincolati più particolarmente ai legami familiari, come nel Fidelio (1814). La dimensione privata riecheggia nei motivi dell'ultima produzione caratterizzata dai cinque quartetti per archi del 1824-1826, gli ultimi due dei quali scritti senza committenza. In queste opere, Beethoven raggiunse una sintesi perfetta tra stile colto e stile popolare, tra tono sublime e tono ironico. Ritenuti ineseguibili ai suoi tempi, quasi una costante dei lavori del maestro tedesco, questi quartetti per archi sono divenuti pietra di paragone per ogni altra successiva composizione musicale.

Con il passare degli anni, l'abitudine di Beethoven di stendere schizzi preliminari delle sue opere acquistò crescente importanza: realizzati su piccoli blocchi o su fogli singoli, con le loro 7000 pagine costituiscono uno dei più durevoli e cospicui monumenti alla creatività musicale.

L'influenza più profonda operata da Beethoven riguarda la trasformazione del ruolo del compositore. Da artigiano al servizio della Chiesa o dell'aristocrazia, con lui il compositore diviene un artista che crea per necessità interiore, finanziariamente indipendente grazie ai proventi della pubblicazione ed esecuzione delle sue opere.