Agora existe (MongoDB>=3.6) uma maneira de fazer isso com os arrayFilters e $[identifier] .
O exemplo abaixo está usando o mangusto e adicionará um item em um array dentro de um array aninhado duplo. Um bom artigo explicando isso está aqui .
const blogPost = await BlogPost.create({
title : 'A Node.js Perspective on MongoDB 3.6: Array Filters',
comments : [
{ author : 'Foo', text : 'This is awesome!', replies : { name : 'George', seenBy : ['Pacey'] } },
{ author : 'Bar', text : 'Where are the upgrade docs?', replies : { name : 'John', seenBy : ['Jenny'] } }
]
});
const updatedPost = await BlogPost.findOneAndUpdate({ _id : blogPost._id }, {
$addToSet : {
'comments.$[comment].replies.$[reply].seenBy' : 'Jenny'
}
}, {
arrayFilters : [{ 'comment.author' : 'Foo' }, { 'reply.name' : 'George' }],
new : true
});
console.log(updatedPost.comments[0].replies);