Intill utbrottet av andra världskriget undersökte Challenger vattnen runt Storbritannien, Labrador, Västindien och Ostindien. Den 23 september 1932 stötte hon på en klippa 6 sjömil (11 km) norr om Ford’s Harbour, Labrador, i Dominion of Newfoundland (56°28′30″N 61°10′00″W / 56.47500°N 61.16667°W) och strandade. Hon flottades senare igen.

Från 1939 till 1942 tjänstgjorde hon i hemmavatten och som konvojeskort. I juni och juli 1941 eskorterade hon och tre korvetter av Flower-klassen trupptransportfartyget Anselm från Storbritannien på väg till Freetown i Sierra Leone. När truppfartyget torpederades norr om Azorerna räddade Challenger och korvetten HMS Starwort hundratals överlevande och överförde dem sedan till den beväpnade handelskryssaren HMS Cathay.

Från 1942 till 1946 undersökte Challenger i Indiska oceanen och västra Stilla havet. Hon återvände till Chatham 1946 för en ombyggnad innan hon återvände till Persiska viken i slutet av 1946. Hon lämnade golfen 1947 och åkte till Cypern där ett landstigningsteam registrerade tidvatten. Hon fortsatte sedan till Gibraltar för ytterligare en ombyggnad i torrdocka.

I december 1947 landsattes män från Challenger och från de två förstörarna Cockade och Contest i Aden i ett försök att återställa ordningen efter antijudiska upplopp.

Hon gjorde en världsomsegling 1950-1953 som bland annat innefattade mätningar i Västindien och Fjärran Östern. Det var under detta uppdrag 1951 som Challenger undersökte Marianergraven nära Guam, inklusive den djupaste kända punkten i haven, 11 033 meter (36 198 fot) djup vid sitt maximum, nära 11°21′N 142°12′E / 11.350°N 142.200°E. Denna punkt hade fått namnet Challenger Deep efter att den först undersöktes 1875 under en expedition med en tidigare HMS Challenger. I januari 1954 återvände Challenger till Storbritannien, betalades av och bröts upp i Dover.