Tot het uitbreken van de Tweede Wereldoorlog onderzocht Challenger de wateren rond het Verenigd Koninkrijk, Labrador, West-Indië en Oost-Indië. Op 23 september 1932 stootte het schip op een rots 6 zeemijl (11 km) ten noorden van Ford’s Harbour, Labrador, in de Dominion of Newfoundland (56°28′30″N 61°10′00″W / 56.47500°N 61.16667°W) en liep het aan de grond. Ze werd later weer vlotgebracht.

Van 1939 tot 1942 diende ze in de thuiswateren en als konvooibegeleider. In juni en juli 1941 escorteerde ze samen met drie korvetten uit de Flower-klasse het troepentransportschip Anselm uit Groot-Brittannië op weg naar Freetown, Sierra Leone. Toen het troepenschip werd getorpedeerd ten noorden van de Azoren, redden Challenger en de korvet HMS Starwort honderden overlevenden en brachten ze vervolgens over naar de bewapende koopvaardijkruiser HMS Cathay.

Van 1942 tot 1946 surveilleerde Challenger in de Indische Oceaan en de westelijke Pacific. Ze keerde terug naar Chatham in 1946 voor een refit voordat ze eind 1946 terugkeerde naar de Perzische Golf. Ze verliet de Golf in 1947 en ging naar Cyprus waar een walploeg getijden registreerde. In december 1947 werden mannen van Challenger en van de twee torpedobootjagers Cockade en Contest in Aden geland in een poging de orde te herstellen na anti-joodse rellen.

Van 1950 tot 1953 maakte ze een wereldreis, waarbij ook in West-Indië en het Verre Oosten onderzoek werd gedaan. Het was op deze missie dat Challenger in 1951 de Mariana Trench nabij Guam onderzocht, inclusief het diepst bekende punt in de oceanen, 11.033 meter (36.198 ft) diep op zijn maximum, nabij 11°21′N 142°12′E / 11.350°N 142.200°E. Dit punt had de naam Challenger Deep gekregen, nadat het in 1875 voor het eerst was onderzocht tijdens een expeditie van een eerdere HMS Challenger. In januari 1954 keerde de Challenger terug naar Groot-Brittannië, werd afgeschreven en in Dover opgebroken.