Du kan bruge $ positionsoperatør til at gøre dette:
db.soup.update(
{_id: ObjectId("50b429ba0e27b508d854483e"), 'array.id': '2'},
{$set: {'array.$.letter': 'c'}})
$ i opdateringsobjektet fungerer som en pladsholder for det første element i array for at matche forespørgselsvælgeren.