app.yaml должен указывать на main.py, который включен в помощник appengine. Таким образом, вы можете создавать и использовать urls.py для своего приложения.
Поскольку вы можете указать на любой другой вид из app.yaml, возможно, вы можете использовать его напрямую без urls.py; но тогда это уже не Джанго.