Трудно сказать, что вы пытаетесь сделать без хорошего примера вашего ввода и вывода. Одна из интерпретаций вашей проблемы может быть:
key_to_value = {'2': ['A', 'B', 'C'], '3': ['B', 'C', 'D'], '4': ['C', 'D', 'E']}
inverted = {}
for old_key in key_to_value:
new_keys = key_to_value[old_key]
for new_key in new_keys:
if new_key in inverted:
inverted[new_key].append(old_key)
else:
inverted[new_key] = [old_key]
print(inverted)
ВЫХОД
% python3 test.py
{'A': ['2'], 'B': ['2', '3'], 'C': ['2', '3', '4'], 'D': ['3', '4'], 'E': ['4']}
%