A bolinha só faz os dois trajetos 1 vez.

Marcus, faltou o seguinte: você fez o teste de ir e voltar, mas quando a bola retorna devemos inicializar as variáveis para começar o movimento de novo. Veja o "else if" que coloquei no seu código e veja se era isso.

<canvas width="600" height="400"></canvas>
<script>
    var tela = document.querySelector("canvas");
    var pincel = tela.getContext("2d");
    pincel.fillStyle = "gray";
    pincel.fillRect(0, 0, 600, 400);

    function desenhaCirculo(x, y, raio) {
        pincel.fillStyle = "blue";
        pincel.beginPath();
        pincel.arc(x, y, raio, 0, 2 * Math.PI);
        pincel.fill();
    }

    function limpaTela() {
        pincel.clearRect(0, 0, 600, 400);
    }
    var x = 20;
    var x1 = 599;

    function atualizaTela() {
        if (x < 599) {
            limpaTela();
            desenhaCirculo(x, 20, 10);
            x++;
        } else if (x1 < 20) {
            limpaTela();
            desenhaCirculo(x1, 20, 10);
            x = 20;
            x1 = 599;
        } else {
            limpaTela();
            desenhaCirculo(x1, 20, 10);
            x1--;
        }
    }
    setInterval(atualizaTela, 10);
</script>

Murilo, era exatamente isso que faltava no meu código.

Muito obrigado pela ajuda!

xD