Попробуйте getlist()
print(request.args)
print(request.args.getlist('query'))
print(request.args.getlist('query[]'))
Для ?query[]=item1&query[]=item2&query=item3"
это дает
ImmutableMultiDict([('query[]', 'item1'), ('query[]', 'item2'), ('query', 'item3')])
['item3'] # query
['item1', 'item2'] # query[]
Для ?query=item1&query=item2&query=item3"
это дает
ImmutableMultiDict([('query', 'item1'), ('query', 'item2'), ('query', 'item3')])
['item1', 'item2', 'item3'] # query
[] # query[]