В CPython (стандартная реализация Python) при первом импорте модуля Python он компилируется в байт-код и сохраняется в файле .pyc. После этого файл .pyc читается и интерпретируется виртуальной машиной при необходимости. После считывания .pyc в память байт-код находится в памяти и интерпретируется виртуальной машиной при вызове функции.
CPython никогда не компилирует код Python в собственный исполняемый код.