Вы можете использовать collections.defaultdict
для этого и просто установить пары ключ-значение внутри вложенного словаря.
from collections import defaultdict
my_dict = defaultdict(dict)
my_dict['myKey']['nestedDictKey1'] = a_value
my_dict['myKey']['nestedDictKey2'] = another_value
В качестве альтернативы вы также можете записать эти последние две строки как
my_dict['myKey'].update({"nestedDictKey1" : a_value })
my_dict['myKey'].update({"nestedDictKey2" : another_value })