Een manier om dit te doen is met $push :
db.col.update(
{ name: 'doc', 'list.id': 2 },
{$push: {'list.$.items': {id: 5, name: 'item5'}}}
)
https://docs.mongodb.org/manual/reference/operator/push/
Je kunt ook $push . vervangen met andere operators zoals (mogelijk) $addToSet om de exacte resultaten te krijgen waarnaar u op zoek bent.