En este caso es fácil, porque ya haces un `return` del valor de la variable `x` dentro de la función, y tan solo debes asignar a una nueva variable la ejecución de la función, fuera de la función:

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    words = "hola "
    function mostrar() {
      function add(n) {
        x = words.concat(n)
        console.log(x)
        box.innerHTML = words.concat(n);
        return x;
      }
      y = add("LouisSarmiendo")
      console.log(y)
    }
    mostrar()

<!-- language: lang-html -->

    <div id="box"></id>

<!-- end snippet -->

También tienes otra forma, sin usar variables globales, que es usando **variables locales** con [let](https://developer.mozilla.org/es/docs/Web/JavaScript/Reference/Statements/let), sin necesidad de usar el `return`.  Definiéndolas de esta forma su alcance es **local**, dentro de la función `mostrar()` en este caso, y para todo lo que la contenga, como puedes ver en este ejemplo:

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    words = "hola "
    function mostrar() {
      let x
      function add(n) {
        x = words.concat(n)
        console.log(x)
        box.innerHTML = words.concat(n);
      }
      add("LouisSarmiendo")
      console.log(x)
    }
    mostrar()

<!-- language: lang-html -->

    <div id="box"></id>

<!-- end snippet -->

Y si lo que pretendes es conseguir ese dato fuera del ámbito de la función completamente, podrias hacer lo siguiente tambien, mediante un `return` de la variable local `x` definida antes y utilizada internamente dentro de la primera función `mostrar()`:

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-js -->

    let words = "hola "
    function mostrar() {
      let x
      function add(n) {
        x = words.concat(n)
        console.log(x)
        box.innerHTML = words.concat(n);
      }
      add("LouisSarmiendo")
      console.log(x)
      return x
    }
    let y = mostrar()
    console.log(y)

<!-- language: lang-html -->

    <div id="box"></div>

<!-- end snippet -->

Como ves, tienes distintas formas de conseguirlo, y debes utilizar la que más te convenga en cada caso, según lo que pretendas lograr realmente.