Вернуть ответ после функции async await в nodejs

Вы очень близки - вы сопоставили каждый элемент в исходном challenges с Promise, который разрешается в желаемый объект challenge, теперь вам нужно вызвать Promise.all в этом массиве Promises, чтобы получить значения, которые они разрешают. Чтобы код оставался ясным, лучше не переназначать challenges, если это не необходимо - назовите новый массив обещаний как-нибудь еще, например challengePromises:

exports.getListChallenges = async function(req, res) {
  var status_code = Consts.STATUS_CODE.ERROR.UNKOWN_ERROR;
  try {
    var page_number = parseInt(req.params.page_number);
    var page_size = parseInt(req.params.page_size);
    var challenges = await Challenge.find()
      .skip(page_size * (page_number - 1))
      .limit(page_size);
    status_code = Consts.STATUS_CODE.SUCCESS.DATA_FOUND;

    var challengePromises = challenges.map(async function(o) {
      var challenger_club = await Club.findById(o.challenger_club_id);
      var challege = {
        challenge: o,
        challenger_club_name: challenger_club.club_name,
        challenger_club_avatar: challenger_club.avatar
      };
      return challege;
    });
    var challengeObjs = await Promise.all(challengePromises);

    res.json({
      "status": true,
      "message": "Challenges found !",
      "status_code": status_code,
      "challenges": challengeObjs
    });

  } catch (error) {
    status_code = Consts.STATUS_CODE.ERROR.UNKOWN_ERROR;
    res.json({
      "status": false,
      "status_code": status_code,
      "error": error
    })
  }
}

Кроме того, просто предложение, но если вы используете async и await, вы можете подумать о том, чтобы полностью использовать синтаксис ES6 +, такой как const вместо var, функции стрелок, когда это возможно, сокращенные свойства объектов, среди прочего - они могут сделать код более лаконичный и читаемый. Например, я бы реорганизовал ваш код, чтобы:

exports.getListChallenges = async function(req, res) {
  try {
    const page_number = parseInt(req.params.page_number);
    const page_size = parseInt(req.params.page_size);
    const challengeData = await Challenge.find()
      .skip(page_size * (page_number - 1))
      .limit(page_size);
    const status_code = Consts.STATUS_CODE.SUCCESS.DATA_FOUND;
    const challengePromises = challengeData.map(async (o) => {
      const {
        club_name: challenger_club_name,
        avatar: challenger_club_avatar
      } = await Club.findById(o.challenger_club_id);
      return {
        challenge: o,
        challenger_club_name,
        challenger_club_avatar
      };
    });
    const challenges = await Promise.all(challengePromises);
    res.json({
      status: true,
      message: "Challenges found !",
      status_code,
      challenges
    });
  } catch (error) {
    const status_code = Consts.STATUS_CODE.ERROR.UNKOWN_ERROR;
    res.json({ status: false, status_code, error })
  }
}

Обратите внимание, что status_code всегда будет Consts.STATUS_CODE.ERROR.UNKOWN_ERROR при возникновении ошибки, учитывая логику исходного кода - нет необходимости переназначать его.