Portanto, existem algumas razões pelas quais isso pode acontecer, incluindo esse bug que parece muito próximo da sua situação (e é corrigido em uma versão posterior de 3.0 de acordo com o ticket).
Existe também o fato de que alguns processos de daemonização requerem que o processo seja iniciado com fork = false para funcionar corretamente e obter o PID correto, consulte SERVER-7254 para saber mais sobre isso.
Essas são as duas causas mais prováveis, provavelmente precisariam de informações mais específicas (versão exata do MongoDB, sistema operacional, etc.) para tentar reproduzir para qualquer outra coisa.