Salah satu cara untuk melakukannya adalah dengan $push :
db.col.update(
{ name: 'doc', 'list.id': 2 },
{$push: {'list.$.items': {id: 5, name: 'item5'}}}
)
https://docs.mongodb.org/manual/reference/operator/push/
Anda juga dapat mengganti $push dengan operator lain seperti (mungkin) $addToSet untuk mendapatkan hasil yang tepat seperti yang Anda cari.